Un tandem de cellules solaire améliore le rendement photovoltaïque

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Bien que les cellules solaires réalisées à base de silicium atteignent des rendements de l’ordre de 15%, leur coût de fabrication important et leur poids élevé sont des obstacles à leur utilisation massive par les particuliers ou les industriels. Le photovoltaïque organique peut constituer une alternative intéressante pour réduire considérablement le coût et le poids des cellules, mais les rendements actuels des cellules tout organique sont encore trop faibles (moins de 5%) pour que cette filière puisse être considérée comme viable (pour un rapport détaillé, voir "Recherche et Industrie Photovoltaïque aux Etats-Unis" http://www.bulletins-electroniques.com/rapports/2006/smm06_054.htm)

Une voie intéressante qui permet d’augmenter le rendement consiste à créer une structure multicouche planaire comprenant l’équivalent de deux cellules photovoltaïques de gap différents qui permettent d’obtenir un spectre d’absorption des photons plus large. Généralement la cellule constituée d’un matériau semi-conducteur de gap plus élevé est placée en première position afin de limiter l’énergie perdue par les paires électrons - trous lors de leur relaxation dans les niveaux d’énergie inférieurs.

Récemment, une équipe de scientifiques de l’Université de Californie à Santa Barbara menée par Alan J. Heeger, prix Nobel de Chimie en 2000, a montré après avoir observé de façon indépendante les caractéristiques des deux cellules en fonction de l’épaisseur de la couche active (constituée d’un mélange de polymère et de fullerène) que les caractéristiques de conversion photovoltaïque globales sont améliorées lorsque la cellule constituée du matériau semi-conducteur de gap inférieur est placée en première position. Grâce à cette géométrie, les chercheurs ont obtenu des rendements de 3.5% 6.7% pour des puissances lumineuses incidente respectives 20 mW/cm2 et 200 mW/cm2.

Source :

http://www.ia.ucsb.edu/pa/display.aspx?pkey=1634

Pour en savoir plus, contacts :


- Publication parue dans Science - All-Solution Processing Efficient Tandem Polymer Solar Cells Fabricated by All-Solution Processing - Jin Young Kim, Kwanghee Lee, Nelson E. Coates, Daniel Moses, Thuc-Quyen Nguyen, Mark Dante, Alan J. Heeger - Vol. 317. no. 5835, pp. 222 - 225 (Juillet 2007) : http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/317/5835/222
- Recherche et Industrie Photovoltaïque aux Etats-Unis disponible au téléchargement sur : http://www.bulletins-electroniques.com/rapports/2006/smm06_054.htm
Code brève
ADIT : 43870

Rédacteur :

Romaric Fayol deputy-phys.mst@consulfrance-houston.org

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….