Dans un monde où passer à des énergies plus vertes devient urgent, les nouvelles technologies dans le secteur des énergies renouvelables sont de plus en plus sous les feux des projecteurs. Dernièrement, une équipe de chercheurs de l’Universidad Complutense de Madrid a fait une trouvaille incroyable : ils ont conçu la première cellule solaire à bande intermédiaire (IB) en utilisant du phosphure de gallium et du titane. Cette innovation pourrait bien changer notre façon d’aborder l’énergie solaire et nous ouvrir la porte vers des solutions énergétiques beaucoup plus efficaces.
Des chiffres qui font rêver !
Les chercheurs espagnols ont développé une cellule solaire qui pourrait atteindre une efficacité énergétique de 60 %, ce qui est carrément impressionnant ! Ce chiffre surpasse largement ce que peuvent faire les cellules solaires classiques. En effet, cette nouvelle technologie commence à montrer tout son potentiel avec des longueurs d’onde à partir de 550 nm, ce qui pourrait bien transformer notre manière d’exploiter le soleil.
Pour vous donner une idée, les cellules solaires en silicium qu’on utilise majoritairement aujourd’hui ne captent qu’une petite partie de la lumière du soleil. Le reste se transforme souvent en chaleur inutile, limitant leur efficacité théorique selon la fameuse limite de Shockley-Queisser (SQ) à environ 33,7 % pour un bandgap de 1,3 eV. Avec le phosphure de gallium et le titane, on pourrait donc franchir un cap énorme !
L’utilisation du phosphure de gallium (GaP) et du titane (Ti) est au cœur de cette avancée technologique. Avec un bandgap mesuré à 2,26 eV, ces matériaux offrent une efficacité bien supérieure au silicium traditionnel. Les chercheurs ont fabriqué une cellule solaire d’1 cm², avec un absorbeur GaP:Ti d’une épaisseur précise de 50 nm. Pour peaufiner encore plus leur dispositif, ils ont choisi des contacts métalliques en or et germanium.
Les résultats obtenus sont prometteurs : les mesures approfondies ont montré une large bande due à une absorption lumineuse améliorée au-delà des 550 nm. Cette amélioration semble être liée à l’ajout du titane dans la structure cellulaire.
Quinze ans d’efforts payants
Le projet a démarré dès 2009, soit quinze années consacrées à explorer et innover avec ces matériaux particuliers. Au fil du temps, les chercheurs ont su surmonter divers obstacles pour finalement créer leurs premiers dispositifs fonctionnels. Cependant, même avec ces progrès impressionnants, il reste encore beaucoup à faire pour améliorer l’efficacité pratique actuelle.
Les prochaines étapes ? Travailler sur un prototype fonctionnel montrant une meilleure efficacité encore. Ils explorent aussi différentes façons d’incorporer le titane pour optimiser toujours davantage leurs cellules solaires.
Un futur commercial plein de promesses
Même si voir cette technologie partout risque de prendre encore un peu de temps, elle ne sera plus limitée par ce que peuvent faire théoriquement les cellules solaires classiques. La publication récente dans « Materials Today Sustainability » met en lumière non seulement l’importance scientifique mais aussi le potentiel commercial énorme de cette découverte.
Cette avancée ouvre donc un nouveau chapitre passionnant dans notre quête mondiale pour tirer parti au maximum du soleil tout en réduisant notre dépendance aux énergies fossiles. Alors qu’on avance vers un avenir durable, il est important que des innovations comme celle-ci soient soutenues et développées pour pouvoir être appliquées efficacement sur le marché mondial.
Gallium et titane sont produits où ? Quelles sont les quantités disponibles ?
Cette recherche du rendement est intéressante de façon académique mais j’ai, par exemple, la place pour 20 panneaux sur mon toit, je cherche le moins cher, que j’en ai 5 ou 20 panneaux c’est finalement identique. Il y a des millions de m² à équiper à très vil prix, Perovskite ?
Quand le taux d’occupation des toits, et autres surfaces, sera de 100% la question du rendement se reposera…
Très bonne nouvelle
Cette affirmation est contradictoire avec la théorie de la limite de Shockley-Queisser, car un bandgap plus large 2.26eV réduit l’efficacité théorique maximale
Superbe nouvelle, reste maintenant à passer au stade de production industrielle. Si cela est bien confirmé et réalisé en industrie,ce sera en effet une révolution qui à terme permettra à un nombre considérable d’utilisateurs d’être non seulement auto suffisant mais en plus fournisseurs d’électricité !