Publié le 25 décembre 2022
Panneaux solaires: 3 innovations révolutionnaires
L'heure est au changement! Les investissements dans le développement des énergies renouvelables sont aujourd'hui primordiaux afin d'accélérer notre autonomie face aux énergies fossiles. Les experts l’ont bien compris en rivalisant d’innovations, concernant notamment les équipements solaires et photovoltaïques, avec des coûts diminués par 10 et des performances multipliées par 2 et plus en vingt ans. Véritable solution économique, l'autoconsommation est largement récompensée avec de nombreuses subventions destinées aux particuliers souhaitant s'équiper d'installations solaires mais également aux professionnels du secteur pour les encourager à développer des solutions toujours plus performantes. Nous faisons le point sur 3 nouvelles innovations en matière d'énergie solaire.
Technologies tandem pérovskite sur silicium
Les technologies de cellules tandem pérovskite sur silicium sont d'ores et déjà annoncées comme la génération future du photovoltaïque. Pour la première fois, l'utilisation de ce type de cellules a permis un bond de 30% d'efficacité des panneaux solaires testés, grâce à un travail conjoint mené par le Laboratoire de photovoltaïque et d’électronique en couches minces de l’EPFL en partenariat avec le célèbre centre d’innovation CSEM (Suisse). Ces résultats encourage le développement du photovoltaïque (PV) à haut rendement pour une production d’électricité solaire plus compétitive et toujours subventionnée. «Les technologies tandem pérovskite sur silicium auraient le potentiel de dépasser la référence d’efficacité de 30%, ce qui devrait ouvrir la voie à une électricité durable encore moins chère dans l’avenir», explique Christian Wolff de l’EPFL.
Le disulfure de fer dans les cellules solaires
L'introduction de nouveaux matériaux dans les cellules solaires permet d'améliorer très fortement les performances globales des installations solaires et photovoltaïques. La pyrite, ou disulfure de fer, est l’un des matériaux au potentiel le plus prometteur pour optimiser les cellules photovoltaïques (PV) grâce à son faible coût, sa bande interdite appropriée et son coefficient d’absorption efficace. La pyrite étant non toxique et naturellement abondante, elle s'associe parfaitement aux différents matériaux photovoltaïques et présente une stabilité améliorée. Les DSSC (Cellules solaires à colorant) ont également été optimisées ces dernières années de par leur faible coût, leur polyvalence et leur efficacité démultipliée contrairement aux cellules solaires conventionnelles. La pyrite dopée au cobalt a également été intégrée comme CE dans les DSSC, la concentration en cobalt allant de 0 à 0,5 en termes de rapport atomique par rapport au fer. L’efficacité de conversion de puissance (PCE) a ainsi été optimisée à 8,36% avec l'intégration du cobalt et du fer dans le CE. L’augmentation du PCE a été possible grâce à l’augmentation de la densité de courant et du facteur de remplissage. Pour résumé, l’utilisation du disulfure de fer dans les cellules solaires augmente considérablement leur PCE. Des études supplémentaires sont en cours afin d'étudier l'utilisation de cette stratégie à l’échelle commerciale pour mieux répondre aux besoins énergétiques futurs des utilisateurs.
Les panneaux solaires photovoltaïques colorisés
Les panneaux solaires ne sont pas réservés qu’aux maisons individuelles ; certains bâtiments et structures disposent de générateurs d’énergie couvrant chaque centimètre de leur surface extérieure. Néanmoins, leur apparence sombre et uniforme n'est pas toujours au goût de tout le monde, notamment dans les structures et espaces publics ouverts. Des scientifiques chinois issus de diverses universités ont donc récemment imaginés et développés des installations solaires aux teintes colorées, produisant de l’énergie aussi efficacement que les panneaux conventionnels. Une fine couche de brouillard composé de verre photonique a été appliqué sur les surfaces des cellules solaires, en plus d'une petite quantité de sphères diélectriques microscopiques de sulfure de zinc formant le verre. L'utilisation de cette technique a permis de produire des panneaux solaires aux teintes bleues, vertes et violettes tout en réduisant la consommation d’électricité à 21,5%. Les chercheurs étudient désormais de nouvelles techniques pour produire davantage de teintes, en améliorant notamment leur saturation pour un effet optimal. Il est important de noter que les panneaux solaires teintés conservent leur apparence et leur fonctionnalité lors des tests de durabilité classique. Véritable solution économique dernière génération, ils sont subventionnés par de nombreuses aides de l'Etat en 2023 au même titre que les installations classiques.
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