Les avancées technologiques dans le domaine des cellules solaires ne cessent de repousser les limites de l’efficacité énergétique. Des instituts de recherche et des entreprises du monde entier tentent de développer des solutions innovantes qui permettront de maximiser la production d’énergie renouvelable.
L’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire (ISE) a annoncé être le premier institut de recherche européen à passer à la production de wafers de silicium M10 de grande surface. Leur cellule solaire TOPCon dans ce format de 182 mm de côté a atteint un rendement de conversion de 24,0 %. Ce résultat a été présenté pour la première fois lors de la 20e réunion du conseil consultatif sur la technologie photovoltaïque de l’ISE.
L’ISE a souligné que «la tendance dans l’industrie photovoltaïque est aux cellules solaires de plus en plus grandes : alors que les wafers d’une longueur de côté de 156,75 mm représentaient 80 % du marché en 2018, les wafers d’une longueur de côté de 182 mm dominent aujourd’hui le marché.» Les wafers quadratiques de cette taille portent le nom commercial de « M10 ».
Selon l’ISE, les modules solaires dotés d’un grand format de cellule sont non seulement supérieurs en termes de coûts de fabrication, mais aussi en termes de performance et d’efficacité. Les grandes entreprises photovoltaïques ont donc concentré leurs investissements sur les wafers de grande surface.
L’ISE réussit la transition vers le format M10 avec sa cellule solaire TOPCon
L’ISE affirme avoir «réussi la transition vers ce format avec la production réussie de la cellule solaire TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) de grand format au sein de son centre d’évaluation de la technologie PV».
Sabrina Lohmüller, physicienne et responsable adjointe du département des cellules solaires en silicium et en tandem pérovskite-silicium, a précisé : «Nous sommes très enthousiastes à l’idée de pouvoir désormais soutenir nos partenaires industriels dans l’optimisation de leurs processus de production avec ce format de wafer de grande surface ou même dans l’entrée dans la production de telles cellules solaires.»
L’architecture de cellule TOPCon hautement efficace a été développée à l’origine par l’ISE et présentée pour la première fois en 2013, démontrant son efficacité record. Au cours des deux dernières années, la capacité de production de ce type de cellule a été massivement étendue dans le monde entier. Selon la feuille de route internationale du photovoltaïque, publiée par la VDMA, les cellules solaires TOPCon auront une part de marché de près de 50 % d’ici 2024.
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JinkoSolar : 33,2 % d’efficacité avec sa cellule solaire tandem pérovskite-silicium
Le fabricant chinois de modules solaires JinkoSolar a annoncé de son côté une « percée significative » dans le développement de sa cellule solaire tandem pérovskite-silicium à base de TOPCon de type N. Testée par l’Institut de microsystèmes et de technologie de l’information de Shanghai, Académie chinoise des sciences, la cellule a atteint un rendement de conversion de 33,24 %. La cellule solaire tandem à pérovskite utilise la cellule solaire TOPCon monocristalline de type N de Jinko comme cellule inférieure.
Ce niveau de rendement de conversion pour la cellule solaire tandem pérovskite/TOPCon a été atteint grâce à diverses innovations en matière de matériaux et de technologie, notamment la technologie de contact passivé en poly-silicium ultra-mince, la nouvelle technologie de piégeage de la lumière, la couche de recombinaison intermédiaire à haute transmittance de la lumière et à haute mobilité des porteurs, et la technologie efficace de passivation de surface utilisant des matériaux hybrides.
L’entreprise a déclaré : «Cette réalisation démontre la compatibilité du TOPCon en tant que technologie de cellule solaire grand public avec la technologie de cellule tandem pérovskite/silicium de nouvelle génération, brisant la limite d’efficacité de la cellule solaire à simple jonction en silicium.»
Jinko affirme investir chaque année des sommes importantes dans la R&D pour l’innovation technologique. À ce jour, l’entreprise a déposé plus de 3 800 brevets dans le monde et s’est vu accorder plus de 3 500 brevets, fournissant des solutions énergétiques plus efficaces et de meilleure valeur au marché mondial du photovoltaïque solaire.
Le Dr Jin Hao, directeur technique, a commenté : «Cette étape jette une base technique solide pour le développement continu de l’entreprise. Nous pensons qu’en continuant à approfondir nos recherches scientifiques et notre technologie, nous contribuerons à construire une structure énergétique nouvelle plus verte et plus durable.»
Légende illustration principale : Le premier lot de cellules solaires de grand format a été métallisé avec des doigts de contact sérigraphiés en pâte d’argent. © Fraunhofer ISE
