Nouveau record mondial: une cellule photovoltaïque d'un rendement de conversion de 35,8%

La société japonaise Sharp a annoncé le 22 octobre 2009 qu'elle a développé une nouvelle cellule photovoltaïque d'un rendement de conversion de 35,8%, ce qui constitue un nouveau record mondial pour une cellule au niveau laboratoire, sans utilisation d'un concentrateur solaire. Le chiffre a été certifié par l'AIST en septembre de cette année. Les recherches ont été réalisées dans le cadre du projet "Recherche et Développement de Technologies Photovoltaïques Révolutionnaires" de la NEDO.

Il s'agit d'une cellule triple jonction, c'est-à-dire qu'elle comporte trois couches qui absorbent chacune des longueurs d'onde de lumière différentes. Cela permet d'augmenter le spectre de la lumière absorbée par la cellule et ainsi d'obtenir un rendement plus élevé qu'avec une cellule à une seule couche. Les cellules triples jonction sur lesquelles travaillait la société jusqu'à présent étaient composées de phosphure de gallium indium (InGaP) pour la couche supérieure, d'arséniure de gallium-indium (InGaAs) pour la couche médiane, et de germanium (Ge) pour la couche inférieure.

Les couches en germanium sont faciles à fabriquer, mais la moitié du courant électrique qui apparait dans cette couche ne pouvant pas être utilisé, les chercheurs de Sharp ont décidé de remplacer ce matériau par de l'arséniure de gallium indium. La nouvelle cellule est ainsi constituée de phosphure de gallium indium pour la couche supérieure, d'arséniure de gallium pour la couche médiane, et d'arséniure de gallium indium pour la couche inférieure. Le taux de rendement de conversion a ainsi été amélioré de 31,5% à 35,8%. En utilisant un concentrateur à un grossissement de 1000, le rendement de conversion atteint les 45%.

Les autres caractéristiques de la cellule sont:
- une tension de circuit ouvert (Voc) de 3,012 V,
- un courant de court-circuit (Isc) de 12,27 mA,
- un facteur de forme (F.F.) de 85,3%,
- une superficie de 1 cm2.

Dans un premier temps, Sharp prévoit l'intégration de cette nouvelle cellule dans des satellites d'ici 2012.