Des micro-cellules solaires ont été développées par les chercheurs du Sandia National Laboratories (SNL) avec les technologies électroniques actuellement disponibles. Cette technologie pourrait entraîner une baisse significative des coûts, une meilleure efficacité et, surtout, une utilisation polyvalente.

Les cellules en silicium polycristallin offrent actuellement la plus grande efficacité, mais elles coûtent relativement chères à produire et demeurent à la fois lourdes et fragiles. Les cellules solaires microscopiques du SNL, utilisent quant à elles beaucoup moins de matières tout en fonctionnant avec la même efficacité (14,9 %).

Les cellules de Sandia ont une taille comprise entre 0,25 et 1 millimètre de diamètre. Le principal avantage à fabriquer ces petites cellules serait la réduction de la quantité de matériaux, car elles sont environ 10 fois plus mince que les cellules classiques. Les particules solaires en silicium cristallin devraient à terme être plus économiques et présenter une plus grande efficacité que les modules photovoltaïques intégrant des wafers de 15 cm2, et de 100 micromètres d'épaisseur.

"Elles utilisent 100 fois moins de silicium pour générer la même quantité d'électricité", a déclaré Okandan Murat, chercheur au SNL. "Depuis qu'elles sont beaucoup plus petites, elles subissent moins de déformations mécaniques et sont également plus fiables sur le long terme."

Sandia affirme avoir conçu des cellules en silicium rien qu'en employant "des processus chimiques classiques". Les chercheurs découpent les cellules dans le silicium en utilisant une technique de gravure chimique qui génère des déchets très négligeables. Ils traitent la surface de la tranche pour créer les propriétés électriques nécessaires au fonctionnement d'une cellule, et la recouvre de contacts métalliques. Les chercheurs gravent ensuite sur une surface de 10 à 20 micromètres en utilisant des produits chimiques qui n'érodent que la partie spécifique de la structure cristalline.

Une matrice de micro-cellules solaires pourrait être complétée avec un réseau de micro-lentilles qui aurait besoin de se déplacer d'une fraction de millimètre pour suivre le soleil. A la place des volumineuses lentilles de Fresnel qui captent environ 80 % de la lumière, les micro-cellules solaires pourraient utiliser des lentilles de réfraction, qui absorbent 90 % de la lumière entrante.