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Le photovoltaïque nano-structuré

Plusieurs idées ont été proposées pour augmenter l'efficacité de la conversion de puissance des piles solaires et donc, leur compétitivité au niveau des coûts. Des chercheurs financés par l'UE ont réalisé d'importantes améliorations d'efficacité grâce aux nanostructures avec des propriétés correctement adaptées.
Le photovoltaïque nano-structuré
Les bandes d'énergie intermédiaires sont établies dans le trou interdit d'un matériau semi-conducteur avec l'intégration d'une nanostructure super-treillis d'un autre matériau semi-conducteur. Ces bandes permettent l'absorption de photons basse énergie outre les photons haute énergie habituels.

Les chercheurs travaillant sur le projet CHALQD (Chalcopyrite quantum dots for intermediate band solar cells) ont combiné les excellentes propriétés d'absorption de la lumière des semi-conducteurs de type chalcopyrite avec les propriétés quantiques des matériaux nano-structurés.

De manière spécifique, les chercheurs ont réalisé une étape importante dans la préparation des points quantiques de chalcopyrite (Cu(In, Ga)Se2) par épitaxie par faisceaux moléculaires pour évaporer le cuivre (Cu), l'indium (In) et le sélénium (Se). La croissance des points quantiques de chalcopyrite a été réalisée avec succès sur des substrats cristallins et non cristallins.

Les chercheurs ont également travaillé à la réalisation d'appareils en analysant les matériaux diélectriques à intervalle de bande élevée à utiliser dans ce type de pile solaire comme couches de passivation. La lithographie à faisceaux d'électrons a été utilisée pour schématiser les nano-structures qui étaient utilisées comme points de contact dans l'électrode arrière d'une pile solaire à film fin.

Cette solution innovante proposée a fait l'objet d'une demande de brevet. Les résultats de CHALQD ont ouvert la voie à la future production de piles solaires à bande intermédiaire hautement efficaces qui pourraient réduire les coûts de l'électricité solaire et devenir une branche importante de l'industrie photovoltaïque.

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Mots-clés

Photovoltaïque, conversion de puissance, piles solaires, nanostructures, bande intermédiaire, semi-conducteur