Du germanium nanoporeux pour des cellules solaires multijonctions moins chères
Publié par Redbran le 27/11/2019 à 14:00
Source: CNRS INSIS
Malgré leurs excellentes performances énergétiques, certains panneaux solaires restent encore trop chers pour être déployés en masse. Des chercheurs du Laboratoire nanotechnologies et nanosystèmes (LN2), du Centre de nanosciences et de nanotechnologies (C2N) et 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 (études supérieures)....) de Warwick au Royaume-Uni ont donc réduit les coûts des cellules solaires multijonctions grâce à du germanium nanoporeux. Publiés dans Nature Communications, ces travaux permettent de réduire la présence de défauts sur différents substrats cristallins.


Youcef Bioud présente des cellules photovoltaïques multi-jonctions à base de germanium nanoporeux.
© Michel Caron

Les cellules solaires multijonctions offrent d'excellentes performances, mais à un coût encore trop élevé. La lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet)...) incidente doit ainsi être concentrée par des lentilles pour rendre le système plus rentable, ce qui ne suffit pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être considéré comme une durée.) pas pour concurrencer les cellules solaires classiques. Des chercheurs du Laboratoire nanotechnologies et nanosystèmes (LN2, CNRS/Université de Sherbrooke/UdL - ECL, INSA et CPE/UGA), du Centre de nanosciences et de nanotechnologies (C2N, CNRS/Université Paris-Sud) et de l'Université de Warwick au Royaume-Uni parviennent à en baisser le prix grâce au germanium nanoporeux.

Les cellules solaires ont besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins...) d'un substrat cristallin, responsable d'environ un tiers du coût total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". En physique le total n'est pas forcément...). Il s'agit habituellement d'une couche de 150 microns de germanium pour les cellules multijonctions, qui pourrait être remplacée par du silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.), bien moins cher. Le contact entre le silicium, le germanium et la cellule cause cependant l'apparition de défauts qui plombent les rendements énergétiques. L'astuce des chercheurs a consisté à insérer une couche de seulement 2 microns de germanium nanoporeux entre le silicium et le reste de la cellule. Quelques défauts apparaissent tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) de même, mais ils sont supprimés et empêchés de revenir grâce à un procédé de gravure électrochimique. Les coûts sont alors réduits de moitié, tout en améliorant les performances. Cette technique peut également servir à intégrer des semiconducteurs III-V, tels que l'arséniure de gallium, prisés dans de nombreuses applications d'électronique. L'équipe cherche d'ailleurs à présent de nouveaux débouchés et collaborations.

Références publication:
Youcef A. Bioud, Abderraouf Boucherif, Maksym Myronov, Ali Soltani, Gilles Patriarche, Nadi Braidy, Mourad Jellite, Dominique Drouin & Richard Arès.
Uprooting defects to enable high-performance III-V optoelectronic devices on silicon.
Nature Communications volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) 10, article number: 4322 (2019)
https://www.nature.com/articles/s41467-019-12353-9

Contacts:
Communication INSIS
insis.communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles technologies...), ainsi que leurs...) at cnrs (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).).fr

Richard Ares (Ares est la nouvelle famille de lanceurs civils américains de la NASA.) - LN2
richard.ares at usherbrooke.cal
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