Des cellules solaires dopées au silicium noir

Des scientifiques de l’Université d’Aalto, en Finlande, viennent de publier des résultats montrant une amélioration notable dans l’absorption de la lumière et dans la passivation (cad : un ralentissement de la vitesse de corrosion) des surfaces en silicium nanostructuré.

Ce résultat a été possible grâce à l’application d’un revêtement réalisé par couche atomique. L’annonce révèle ainsi la possibilité de développer des dispositifs qui exigent une sensibilité extrême à la lumière tels que les cellules solaires à haut rendement.

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La méthode expérimentée fournit une passivation des surfaces extrêmement efficace. En même temps, elle réduit le facteur de réflexion pour toutes les longueurs d’ondes. "Les résultats sont très prometteurs lorsque l’on utilise du silicium noir (b-Si) sur des cellules solaires, dans le but d’accroître l’efficacité à un niveau totalement inédit", a expliqué le chercheur Päivikki Repo.

Des méthodes plus efficaces de passivation que celles utilisées dans le passé ont été nécessaires pour faire du silicium noir un matériau viable à destination d’applications commerciales. Une bonne passivation est cruciale dans les systèmes photoniques tels que les cellules solaires. Les mauvaises propriétés de transport des générateurs de charge attribuées aux surfaces nanostructurées ont été plus préjudiciables pour le fonctionnement du dispositif final que le gain obtenu grâce à une baisse de réflectance.

Le silicium noir (b-Si) peut être utilisé dans d’autres technologies que celles appliquées aux cellules solaires. On le retrouve par exemple dans les dispositifs d’analyse des drogues.

Le silicium noir a surtout fait l’objet d’un intérêt grandissant dans le domaine de l’énergie photovoltaïque pour sa capacité à réduire la réflectance des surfaces, même au dessous de 1%. Cependant, de nombreuses applications B-Si – en particulier les cellules solaires – souffrent d’une reconstitution de surface ayant pour seul résultat, une réponse spectrale assez pauvre. Ceci est particulièrement problématique pour les longueurs d’onde plus courtes.

L’étude vient d’être publiée dans le "Journal of Photovoltaics". Les travaux de recherche sont effectués par l’Université d’Aalto, en collaboration avec des experts de l’Institut Fraunhofer ISE Energy Systems en Allemagne.