Photovoltaïque : absorption de la lumière renforcée

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.