Innovation : des cellules solaires plus efficaces grâce à des nanotubes de carbone - L'EnerGeek Innovation : des cellules solaires plus efficaces grâce à des nanotubes de carbone - L'EnerGeek

Innovation : des cellules solaires plus efficaces grâce à des nanotubes de carbone

rendement_cellule_solaire_photo_MITDes chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), aux États-Unis, ont mis au point un nouveau dispositif permettant de convertir la chaleur du soleil en rayonnement exploitable par les cellules solaires. Une technologie originale basée sur l’utilisation de nanotubes de carbone, et qui pourrait à terme permettre de multiplier par deux le rendement des panneaux solaires.

Comment repousser la limite de Shockley-Queisser

Si les panneaux solaires commerciaux fonctionnent à des degrés divers selon la densité des rayons du soleil et l’angle auquel ils sont exposés, la limite de Shockley-Queisser établie dans les années 1960, prévoit toutefois un rendement maximal de 32 % pour des cellules composées d’une couche de silicium comme celles utilisées actuellement.

Ce faible taux de conversion de l’énergie solaire en énergie électrique, et donc le faible rendement des panneaux qui en découle, pousse depuis de nombreuses années les chercheurs et autres scientifiques du secteur, à concentrer leurs travaux sur l’optimisation des cellules solaires dans le but d’une amélioration significative de leur rendement et de leur coût. Un défi auquel les équipes du MIT pourraient bien avoir trouvé une solution.

En effet, selon une étude publiée dans la revue scientifique Nature Energy, le MIT aurait mis au point une cellule photovoltaïque jusqu’à deux fois plus efficiente que celles de la génération actuelle, via la conversion de la chaleur en rayonnement permettant une exploitation maximale du spectre solaire par le panneaux photovoltaïque. Cette technologie baptisée « solaire thermophotovoltaïque » a pour objectif de récupérer la chaleur du soleil perdue en élargissant le spectre des longueurs d’onde susceptibles d’être absorbées par le semi-conducteur de la cellule.

Nanotubes de carbone et cristaux nanophotoniques

Pour rappel, le semi-conducteur produit de l’électricité à partir de la lumière du soleil. Toutefois, certains photons moins chargés en énergie peuvent être exclus du processus quand d’autres, trop chargés en énergie, ne seront pas exploités à 100 %. Les équipes du MIT proposent alors de récupérer cette énergie perdue sous forme de chaleur pour la convertir en rayonnement exploitable.

D’un point de vue technique, ces chercheurs ont combiné ici des nanotubes de carbone permettant l’absorption parfaite du spectre solaire et des cristaux nanophotoniques qui, chauffés par les nanotubes, émettront des longueurs d’onde exploitables par la cellule photovoltaïque. Si leur démonstrateur n’a atteint que 6,8 % de rendement sur une cellule classique à très faible rendement, il apporte la preuve d’une réelle amélioration possible et pourrait permettre à terme de doubler l’efficacité théorique des cellules solaires.

Mais au-delà des meilleurs rendements attendus en conditions d’exploitation régulière, ce dispositif permettrait également de profiter de rayon du soleil même par temps couvert et de lisser la production des panneaux solaire 24h sur 24h en le couplant à un système de stockage de la chaleur.

Crédits photo : MIT

Rédigé par : lucas-goal

lun 2 Déc 2013
Les dirigeants de GDF Suez, Areva, EDP Renewables et Neoen ont confirmé, vendredi 29 novembre, leur participation commune au nouvel appel d'offres gouvernemental pour l'éolien offshore. Les représentants de ces sociétés ont présenté officiellement la nouvelle éolienne de 8 MW…
jeu 7 Jan 2016
Si la transition énergétique peut parfois s'avérer lourde à porter, pour les fournisseurs d'énergie, au regard des forts investissements de base qu'elle implique, elle serait également le terreau d'opportunités économiques considérables. Une étude publiée le mardi 5 janvier dernier par…
jeu 20 Nov 2014
C'est une étape de plus vers la réalisation du parc éolien offshore de Fécamp qui a été franchi, vendredi 14 novembre au port du Havre. Un mât de mesure météo ainsi que sa fondation gravitaire en béton ont en effet…
jeu 1 Déc 2016
Première expérimentation réussie pour Telsa et SolarCity. Les deux partenaires ont dévoilé cette semaine les résultats de leur première collaboration sur l'île de Ta'u dans le Pacifique. Équipée de plusieurs milliers de panneaux solaires et de batteries de stockage, cette île,…

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *