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.
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Depuis quand le silicium polycristallin est le plus efficace? Le silicium monocristallin est bien meilleur! En revanche, il est possible qu’une multitude de petites cellules monocristallines soient plus efficaces, moins gourmandes en quantité de silicium, et donc moins cher, que les cellules photovoltaiques en Si polycristallin (actuellement les plus répandues). Si cette technique est plus viable à l’échelle commerciale, il serait cependant intéressant de connaître le rapport d’efficacité entre cette technique et le monocristallin « d’un bloc » tel qu’il est fait sur les modules spatiaux par exemple. Enfin, les « processus chimiques classiques » sont très énergivores. Il faudrait que cette technique soit compatible avec les procédés « basse température »; ça aiderait le PV à être un peu plus dans la catégorie des « énergies vertes » auxquelles on le rattache trop facilement… A+
cette technique boulversera ou non la production des cellules solaires , à côté des effets d’annonce toujours tonitruants et entousiastes il reste à voir le véritable bilan de cette nouvelle piste . Le processus chimique est certes énergétivore , mais vu la faible quantité de matière mise en jeu ( cent fois moins ) je pense que la consommation d’énergie devrait aller plutôt à la baisse qu’à la hausse. Des modules flexibles , plus fins , plus légers et c’est le prix de l’installation qui devrait lui aussi dégringoler . Wait and see ! C’est peut être une révolution qui se profile ? MC