Un nouveau matériau permet aux panneaux solaires de produire plus d’énergie

Selon les conclusions d’un projet de recherche européen, une cellule solaire composée de cuivre-zinc-germanium-séléniure peut accroître le rendement énergétique des panneaux solaires. ” Nous pourrions intégrer ce matériau sous forme de deuxième couche par-dessus la couche de silicium existante des panneaux solaires “, explique Bart Vermang, chercheur à l’université de Hasselt et à l’IMEC.

“La génération actuelle de panneaux solaires en silicium atteint un rendement énergétique maximal d’environ 25 %”, poursuit le professeur Vermang. “Avec ce pourcentage, nous nous rapprochons très fortement de la limite théorique d’un panneau solaire. Si nous voulons extraire encore plus d’énergie d’un panneau, nous devons donc chercher de nouvelles technologies et de nouveaux matériaux.”

C’est la raison pour laquelle, dans le cadre du projet européen SWInG, on a cherché un matériau pouvant être placé au-dessus des panneaux solaires en silicium existants en tant que deuxième cellule solaire. Grâce à cette superposition des cellules solaires en “tandem”, les panneaux peuvent générer encore plus d’énergie. “On cherche depuis longtemps déjà le matériau optimal pour une deuxième cellule solaire de ce type, mais les matériaux actuels présentent tous des inconvénients”, explique le professeur Vermang. Soit ils ne sont pas suffisamment performants, soit ils sont instables, soit ils sont trop rares, soit ils sont trop coûteux. Voilà pourquoi nous avons nous-mêmes mis au point un nouveau matériau composé de cuivre, de zinc, de germanium et de séléniure. Dans ce cas-ci, le germanium peut aussi être remplacé par du silicium.”

Record mondial de rendement atteint

D’après le professeur Vermang, les résultats de ce nouveau matériau pour cellules solaires sont stupéfiants : “Non seulement il s’agit ici d’un matériau très stable, qui est suffisamment disponible et pas trop coûteux. Mais, après trois ans de recherches, nous avons atteint avec notre prototype un rendement énergétique record à l’échelle mondiale de 8,4 %. C’est sans précédent et, si nous apportons d’autres modifications à la structure de la cellule solaire, ce matériau utilisé comme deuxième couche par-dessus les panneaux solaires en silicium pourrait accroître leur rendement au-delà de cette limite théorique de 30 %.”

Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue scientifique Sustainable Energy & Fuels. Le projet de recherche a été mené au sein d’EnergyVille, la collaboration de recherche entre l’Université de Hasselt, l’IMEC, la KU Leuven et le VITO (institut flamand pour la recherche technologique). “Nous sommes très fiers de cette recherche, à laquelle nous avons oeuvré avec toute une équipe d’institutions, dont l’université de Gand. Les entreprises aussi pourront bénéficier de ces résultats. Au cours de cette recherche, nous avons d’ailleurs déjà travaillé en étroite collaboration avec l’entreprise suédoise d’énergie solaire Midsummer. Nous espérons qu’à l’avenir, les entreprises pourront utiliser cette technologie dans le processus de fabrication des panneaux solaires”, ajoute le professeur Vermang.

Une nouvelle recherche : des panneaux solaires en guise de fenêtres

Entre-temps, un nouveau projet de recherche européen a été lancé : Tech4Win. “Ce projet vise à mettre au point des panneaux solaires transparents dans les années à venir”, explique Bart Vermang. “Il s’agit de panneaux solaires aussi transparents qu’une fenêtre en verre. Ils pourraient ainsi être parfaitement intégrés aux bâtiments. De tels panneaux capteront les rayons ultraviolets et infrarouges du soleil – invisibles à l’oeil humain – et les convertiront en électricité verte. Nous espérons que les premiers prototypes seront prêts dans trois ans.”