Les nanofils améliorent l'efficacité des cellules solaires
La récolte de l'énergie solaire pour produire de l'électricité est devenue réalité dans de nombreuses cités à travers le monde. Pourtant, l'augmentation de l'efficacité de conversion et/ou la diminution du coût des cellules photovoltaïques restent encore le centre de nombreuses recherches et de développements afin de vraiment pousser l'adoption de cette technologie.Des chercheurs financés par l'UE dans le cadre du projet SOBONA («Solar cells based on nanowire arrays») ont exploré l'utilisation des nanofils ainsi que d'autres matériaux susceptibles de stimuler l'efficacité de conversion et analysé leur architecture afin de créer des dispositifs modernes de récupération de l'énergie solaire. Ils ont étudié à la fois les structures photovoltaïques en couches minces et les nanofils ainsi que des architectures hybrides utilisant les deux technologies. Leurs travaux se sont surtout focalisés sur l'utilisation des alliages semi-conducteurs III-V et II-VI ou celle des polymères organiques.Les cellules solaires à nanofils intégrant les propriétés photovoltaïques de qualité supérieure des alliages semi-conducteurs III-V et II-VI pourraient offrir une efficacité comparable à celle des cellules de silicium mais avec moins de matériaux et donc un coût plus faible. L'architecture noyau-enveloppe permettra également de surmonter le compromis traditionnel entre performance optique et performance électrique.L'équipe a utilisé la technique lithographique par faisceau d'électrons, la pulvérisation par magnétron et la sublimation à faible distance pour générer les matrices de nanofils. Un grand nombre de formulation différentes générées à partir de systèmes III-V ou II-VI ont ainsi pu être testées et les résultats publiés dans plusieurs articles scientifiques. Les chercheurs ont également élaboré des structures hybrides incorporant les nanofils dans des systèmes à couches minces déjà sur le marché. Certains de ces dispositifs ont montré une efficacité de conversion de l'énergie lumineuse proche de 10 %, une valeur proche du record obtenu avec les cellules solaires à nanofils.La préparation et la caractérisation des matrices nanofils sont confirmées par les modèles théoriques de croissance basés sur des résultats expérimentaux. La masse de matériaux, de paramètres et de structures ainsi modélisés forme une base de données précieuse sur laquelle pourra s'appuyer le développement de futurs systèmes.Les chercheurs du projet SOBONA nous apportent ainsi un nombre important de concepts très prometteurs quant à la production de cellules solaires basées sur des matrices nanofils de dernière génération. Ces recherches pourraient nous aider à surmonter les barrières actuelles concernant l'efficacité et le coût des cellules solaires leur permettant ainsi d'accroître significativement leur pénétration sur le marché. Ce faisant, cette technologie stimulera non seulement le secteur de l'énergie solaire mais contribuera également à la survie de notre planète.
