Photovoltaïque : absorption de la lumière renforcée

Le prix moyen de l’installation d’un système solaire dans une maison australienne de taille moyenne est d’environ 20.000 dollars australiens.

On estime que le coût élevé de la production des constituants en silicium des cellules photovoltaïques est responsable de 45 % du prix de revient du système installé.

Les cellules en couches minces représentent l’option la moins chère mais leur rendement de conversion reste faible (8 à 10%) par rapport à celui des cellules à base de silicium cristallin de type "wafer" (24,5%) qui sont beaucoup plus chères.

L’équipe Photovoltaics Special Research Center de l’université de Nouvelle-Galles du Sud, à Sydney, qui détient le record mondial du taux de conversion (24,5%) pour une cellule photovoltaïque au silicium cristallin, a amélioré notablement les taux de conversion de cellules en couches minces.

Ils ont réussi à augmenter d’un facteur 16 la capacité d’absorption de la lumière de couches minces de 1,25 micro-m d’épaisseur, pour une lumière de longueur d’onde de 1050 nm.

Ils auraient également multiplié par 7 le coefficient d’absorption de la lumière (1200 nm) de cellules de type "wafer". Cette augmentation du taux d’absorption se traduit par un rendement plus élevé, compris entre 13 et 15%. Cette amélioration est significative car le silicium absorbe faiblement la lumière dans cette partie du spectre.

La méthode utilisée consiste à déposer un film d’argent d’environ 10 micro-m d’épaisseur sur la surface de la cellule solaire et de la chauffer ensuite à 200°C. Sous l’effet de la chaleur, le film se craquelle en domaines d’environ 100 nm de largeur. Les nanoparticules d’argent excitent des plasmons de surface qui augmentent l’absorption de la lumière.