Revêtement de cellules solaires: une absorption quasi parfaite !

Publié par Adrien le 17/11/2008 à 00:45
Source: BE Etats-Unis numéro 142 (14/11/2008) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /56662.htm
Illustration: Rensselaer / Shawn Lin
Une équipe de chercheurs du Rensselaer Polytechnic Institute, aux Etats-Unis, dirigée par le physicien Shawn Yu Lin, a démontré l'efficacité d'un nouveau revêtement de cellules solaires qui améliore grandement l'absorption de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) lumineuse. Ce revêtement antiréflexion presque parfait absorbe tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) le spectre lumineux, des rayons ultraviolets aux infrarouges, et ceci quel que soit l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts...) d'incidence.


Profil du revêtement antiréflexion (image SEM)

Une cellule photovoltaïque (Une cellule photovoltaïque est un composant électronique qui, exposé à la...) classique en silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si...) peut absorber 67,4% de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) qui l'atteint, ce qui signifie que quasiment un tiers de cette lumière est réfléchie et donc irrécupérable. D'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) économique, le potentiel ainsi perdu représente une barrière à la prolifération solaire. Pour récupérer tous les photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction...) du spectre solaire, il faut faire en sorte que la réflexion des rayons incidents (réflexion Fresnel) à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) d'une cellule solaire soit éliminée. Le revêtement nanostructuré multicouches conçu par l'équipe du Rensselaer Polytechnic Institute permet l'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise...) quasi totale (96,21%) de l'énergie lumineuse qui atteint sa surface, et ceci pour toutes les longueurs d'ondes du spectre: l'équipe de chercheurs a mesuré une réflexion Fresnel allant de seulement 1% à 6%, sur le spectre 400nm à 1600nm. Le revêtement de Lin absorbe plus de 95% de la lumière sous une plage (La géomorphologie définit une plage comme une « accumulation sur le bord de mer de...) angulaire (par rapport à la normale au revêtement) de 0 à 60°, soit un cône de 120°.

Le revêtement est composé de sept couches nanostructurées pour s'approcher d'un profil d'indice de réfraction (L'indice de réfraction provient du phénomène de réfraction qui désigne le changement de...) continu: le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) précis de la porosité de ces différentes couches permet d'atteindre des indices de réfraction (La réfraction, en physique des ondes — notamment en optique, acoustique et sismologie...) allant de n=1.09 à n=2.6, comme on peut le voir sur l'image prise au microscope à balayage électronique. Chaque couche a une épaisseur particulière, les couches inférieures étant les plus fines et ayant l'indice de réfraction le plus élevé, respectivement entre 69 nm et 156 nm d'épaisseur et entre n=2.6 et n=1.09 d'indice. Les deux couches inférieures sont en dioxyde de Titane (Le dioxyde de titane est une substance composée d'oxygène et de titane.) (TiO2). Les trois couches centrales sont une combinaison (Une combinaison peut être :) de dioxyde de Silicium (SiO2) et de TiO2 pour ajuster l'indice de réfraction. Les deux couches supérieures sont faites de nano-bâtons obliques de SiO2, accrochés au substrat par dépôt chimique en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) vapeur (). En effet, l'équipe démontre que le gradient d'indice et les bâtons obliques de la dernière couche permettent de minimiser drastiquement la réflexion Fresnel pour toutes les longueurs d'ondes et angles d'incidences, ce qui diffère totalement des traditionnels revêtements antiréflexion quart d'ondes.

D'après Shawn Lin, ce nouveau revêtement peut être appliqué à presque tous les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) photovoltaïques, y compris les multijonctions III-V et Cadmium (Le cadmium est un élément chimique de symbole Cd et de numéro atomique 48.) Telluride même s'il reste à en améliorer la robustesse. Néanmoins, les résultats obtenus sont prometteurs: l'efficacité de conversion a été améliorée de 22,2% entre un revêtement classique quart d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) et le revêtement sept couches avec gradient d'indice.

Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.648 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique