Ilmenau relève le défi des matériaux rares dans la technologie solaire

Une université allemande a lancé un projet de recherche ambitieux sur les matériaux énergétiques durables, visant à améliorer l’efficacité des cellules solaires tout en préservant les ressources naturelles.

Le 1er octobre, un projet de recherche d’envergure axé sur la durabilité des matériaux énergétiques hautement efficaces a été inauguré par l’Université Technique d’Ilmenau. L’augmentation significative du rendement des cellules solaires par rapport aux modèles conventionnels en silicium est visée par cette étude, tout en garantissant une production d’énergie renouvelable respectueuse de l’environnement et économiquement viable.

Les recherches seront menées par une équipe interdisciplinaire de l’Université Technique d’Ilmenau, en collaboration avec l’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire ISE. Un comité consultatif industriel apportera son soutien au projet. Un financement de près de cinq millions d’euros sur cinq ans a été accordé par la Fondation Carl Zeiss pour soutenir cette initiative, baptisée «SustEnMat» (Sustainable Energy Materials).

L’utilisation de semi-conducteurs composés III-V comme alternative au silicium est explorée par les chercheurs d’Ilmenau. Des propriétés exceptionnelles pour les composants optoélectroniques sont présentées par ces matériaux, permettant d’atteindre des records d’efficacité non seulement dans les cellules solaires, mais aussi dans la production directe d’hydrogène solaire et la conversion du dioxyde de carbone en carburants solaires.

Cependant, la rareté de certains éléments utilisés dans ces semi-conducteurs, tels que l’indium, le gallium et le germanium, pose problème. De plus, l’arsenic et l’antimoine, appartenant au groupe V, sont toxiques et dangereux pour la santé. La réduction ou le remplacement de ces matériaux critiques par une utilisation accrue d’aluminium et de phosphore est donc visée par le projet SustEnMat.

L’optimisation de la technologie des semi-conducteurs utilisés dans les cellules solaires tandem et multi-jonctions modernes est au cœur des efforts de l’équipe de recherche. L’objectif est de rendre les applications de conversion d’énergie solaire haute efficacité plus économes en ressources, plus écologiques et plus rentables.

Le professeur Thomas Hannappel, responsable du projet, a indiqué : «Notre approche interdisciplinaire nous permet d’examiner non seulement les matériaux utilisés dans la production d’énergie, mais aussi l’ensemble du processus de fabrication sous l’angle de la durabilité.»

Les innovations dans le domaine du photovoltaïque haute efficacité, de la production d’hydrogène et de la synthèse de sources d’énergie chimique devraient être accélérées par le projet SustEnMat. La minimisation de l’utilisation de matériaux et d’énergie dans la production pourrait être favorisée par ces avancées, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités pour une industrie des énergies renouvelables plus durable.

Le financement de ce projet est assuré par la Fondation Carl Zeiss, dont la mission est de créer des opportunités pour des avancées scientifiques majeures. Fondée en 1889 par le physicien et mathématicien Ernst Abbe, elle est reconnue comme l’une des plus anciennes et des plus importantes fondations privées de promotion des sciences en Allemagne.

Légende illustration : Le domaine « Bases des matériaux énergétiques » et le domaine « Matériaux de l’électrotechnique » se penchent sur les matériaux énergétiques.