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Posté par Adrien le Jeudi 12/04/2012 à 00:00
Vers des cellules photovoltaïques à puits quantiques ?

Panneaux solaires traditionnels
En silicium
Un des fronts de la recherche photovoltaïque actuelle qu'est l'utilisation de puits quantiques pourrait voir une avancée majeure être franchie si les résultats obtenus par une équipe japonaise étaient confirmés.

Le groupe du professeur Yoshitaka Okada, du centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...) RCAST de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de Tokyo en collaboration avec l'université technique de Madrid (Madrid est la capitale de l'Espagne. Ville la plus vaste et la plus peuplée du pays, c'est le chef-lieu de la Communauté autonome de Madrid qui appartient à la province de Madrid. Elle abrite également le siège de...) a réussi à atteindre une efficacité de conversion de 20,3% (avec un facteur de concentration lumineuse de 100) en utilisant des puits quantiques. Ce résultat, s'il n'est pas un achèvement majeur dans l'absolu, doit surtout être compris dans le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu traditionnellement de...) de l'incorporation des puits quantiques. Ceux-ci permettent de récupérer une partie de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) issue de photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées...) peu énergétiques, c'est-à-dire de récupérer des photons issus de l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) du spectre lumineux. Ces derniers ne sont pas suffisamment énergétiques pour provoquer la transition d'un électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un des composants de l'atome.) de la bande de valence (En physique du solide, la bande de valence est la bande d'énergie où se situent les électrons contribuant à la cohésion locale du cristal (entre atomes voisins). Ces états de plus haute énergie sont affectés par la présence des...) vers la bande de conduction des cellules photovoltaïques actuelles.

En effet, les cellules photovoltaïques utilisées et commercialisées actuellement utilisent du silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.), qui ne permet d'absorber que les photons issus du spectre de la lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est visible pour l'œil humain.) et du proche IR, jusqu'à 110nm soit une fraction du spectre lumineux. On comprend bien alors l'intérêt de l'incorporation des puits quantiques au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du...) des cellules solaires.

L'étude a été réalisée sous concentration lumineuse avec un facteur 100, mais aussi avec un facteur 1000, obtenant ainsi une efficacité de conversion de 21,2%. Les résultats détaillés de l'étude seront annoncés lors de la conférence internationale CPV-8 (Huitième conférence internationale sur les systèmes photovoltaïques concentrés) qui se tiendra à Tolède (Espagne) du 16 au 18 avril 2012.

Enfin, le professeur Okada évoque la possibilité d'atteindre une efficacité de conversion 35% avec un facteur de concentration lumineuse de 100 (et de 45% pour un facteur de 1000). Cette valeur pourrait être atteinte via une densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de...) accrue des puits quantiques couplée à une amélioration de la structure en couches des cellules photovoltaïques et de la structure des électrodes.

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Source: BE Japon numéro 610 (23/03/2012) - Ambassade de France au Japon / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /69531.htm