Une cellule solaire en GaAs ultra-mince atteint une efficacité de 19,9%

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Une équipe de chercheurs Fraunhofer ISE en Allemagne et du Centre de nanosciences et nanotechnologies (C2N) à l’Université Paris-Saclay en France affirment avoir mis au point une cellule solaire ultra-mince à base d’arséniure de gallium (GaAs), un alliage appartenant à ce que l’on appelle les matériaux III-IV, avec une efficacité de 19,9%.

Un article paru cette semaine dans la revue scientifique Nature Energy explique comment les résultats ont été obtenus grâce à un nouveau processus de fabrication utilisant une couche absorbante de GaAs d’une épaisseur de 205 nanomètres déposé sur un miroir nanostructuré.

« Notre idée directrice était de concevoir un miroir nanostructuré qui crée de multiples résonances superposées dans la cellule solaire », déclare le Fraunhofer ISE. Ces résonances piègent la lumière dans l’absorbeur et améliorent l’absorption optique sur une plage spectrale s’étendant du visible à l’infrarouge (correspondant au spectre solaire).

Le miroir arrière, fabriqué en argent, a été sculpté à l’échelle nanométrique par nano-impression en appliquant un film de sol-gel dérivé de dioxyde de titane. « Le contrôle de la fabrication des miroirs à l’échelle nanométrique est ce qui a permis la réalisation du projet », a déclaré l’équipe de recherche.

Dans leur étude, intitulée « III-V Photovoltaics and Concentrator Technology », les chercheurs estiment également que leurs cellules solaires pourraient à terme atteindre un rendement de 25% et que leur épaisseur pourrait encore être réduite sans pertes d’efficacité.