Les nanocouches de germanium, nouvelle solution solaire

Une salle blanche, le sancta sanctorium de la microélectronique. Un lieu dans lequel la concentration particulaire (poussières) est maîtrisée. Il n’y en a pas beaucoup en Italie, sauf dans les usines de puces électroniques de St Microelectronics et de peu d’autres entreprises.

Le département de Physique de Ferrare en a inauguré une petite mais parfaitement fonctionnelle. "Elle servira -explique Giuliano Martinelli, chef de file du photovoltaïque italien- à produire des puces très particulières". En silicium, mais avec des nano-couches de germanium, métal désormais rarissime, sur lesquels pourront fonctionner d’autres couches de phosphore de gallium ou encore d’arséniure de gallium.

Depuis plusieurs années, dans le Département de Physique de Ferrare, on travaille sur une approche particulière. "Les meilleures cellules photovoltaïques basées sur le silicium capturent seulement une partie (la bande rouge) du spectre de la lumière solaire" explique Martinelli, "et ont donc une efficacité d’au maximum 15 à 18%. Les cellules à triple jonction peuvent capturer aussi le bleu et le vert mais sont extrêmement complexes, pas toujours stables, et surtout chères. Jusqu’à maintenant, elles n’ont été utilisées que dans les applications spatiales."

"Nous travaillons en revanche depuis des années sur des applications plus simples : on sépare la lumière solaire en 3 couleurs de base, par l’intermédiaire de verres spéciaux, et nous concentrons les faisceaux sur 3 puces spécialisées, une en silicium pour le rouge, une en arséniure de gallium pour le vert, et une en phosphore de gallium pour le bleu."

Trois puces dont une facile à réaliser (celle en silicium) mais les deux autres plus complexes. "Le problème réside dans les matériaux -explique le physicien Donato Vincenzi, étroit collaborateur de Martinelli- pour obtenir des puces efficaces en arséniure de gallium et en phosphore de gallium, il faut superposer ces couches à une surface de germanium. Et du germanium, il y en a peu : seulement quelques dizaines de tonnes produites dans le monde."

"Pour cela, nous avons développé une technologie capable de déposer des nano-couches de germanium sous forme gazeuse sur une surface de silicium, jusqu’à former une fine couche moléculaire mais suffisante à l’adhésion de couches supérieures. Nous l’appelons support virtuel. Et c’est pour cette raison que nous avons mis en place la salle blanche, avec une machine particulière de dépôt par plasma."

"Nous pouvons ainsi prévoir une production à grande échelle de ces puces avec une consommation minimale de matériaux rares. Avec peu de bombonnes de gaz de germanium et gallium, la production est assurée pour des mois et les puces seront aussi efficaces que celles qui consomment beaucoup de matériaux" conclue Martinelli, cela grâce à la concentration, à travers des miroirs ou des lentilles alignées au soleil, de la lumière solaire jusqu’à 200 volts.

"Le résultat final d’un système trichroique à concentration et séparation spectrale sera, dans nos programmes, de haut niveau stratégique pour l’Italie" continue Martinelli.

BE Italie numéro 69 (11/12/2008) – Ambassade de France en Italie / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56967.htm

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2 Commentaires sur "Les nanocouches de germanium, nouvelle solution solaire"

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Sholphin02
Invité

Interessant comme piste de recherche. Cependant, on ne parle à aucun moment du rendement d’une telle cellule. Quelqu’un aurait il cette info ?

pasnaif
Invité
Les meilleures cellules tri-chrome actuelles utilisées à bord des satellites de télécommunications en orbite ont des rendements dépassant 36%. Comme il leur faut ne pas se dégrader sensiblement en 20ans de vie 24h/24 en plein soleil sasn filtre atmosphérique, on peut en conclure qu’elles sont très stables. Le prix est certainement prohibitif mais le principe utilisé par les italiens est le bon et je suis sûr que nous sommes proches d’une percée majeure.Noter qu’un concentrateur solaire de 200 fois réduit la surface du capteur Si-Ge-AsGa de 200 fois(au rendement près des mirois), donc son prix d’autant. Cet avantage n’est pratiquement… Lire plus »
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