L’institut allemand Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE affirme avoir atteint un taux d’efficacité de conversion de 35,9% pour une cellule solaire monolithique III-V à triple jonction à base de silicium.
« Cette valeur mesurée sous le spectre terrestre AM1.5g établit un nouveau record mondial et démontre le potentiel des cellules PV tandem à base de silicium », déclare l’institut de recherche.
La cellule a été élaborée avec des couches de semi-conducteurs III-V qui ont été connectées à la sous-cellule de silicium au niveau atomique. L’utilisation d’un matériau semi-conducteur à base de gallium-indium-arséniure-phosphure (GaInAsP) pour la cellule centrale a entraîné un rendement de conversion électrique record.
« Le nouveau matériau nous a permis d’améliorer encore la durée de vie des porteurs de charge et donc d’obtenir une tension de cellule plus élevée », souligne le chercheur Patrick Schygulla. « C’est formidable de voir comment le développement de notre matériau a contribué avec succès à l’amélioration des cellules solaires à triple jonction III-V//Si. »
D’après les scientifiques, la cellule pourrait être utilisée dans les avions et les drones à propulsion électrique.
En août, le Fraunhofer ISE a obtenu un taux d’efficacité de conversion de 25,9% pour une cellule solaire tandem III-V directement développée sur du silicium. Cette cellule est une version modifiée d’une cellule solaire III-V d’un rendement de 34,5%, fabriquée par un procédé appelé direct wafer bonding, dans lequel les couches III-V sont d’abord déposées sur un substrat d’arséniure de gallium (GaAs) et ensuite pressées ensemble.
Le coût de production des cellules solaires basées sur des composés d’éléments III-V a restreint ces dispositifs à des applications de niche – notamment les drones et les satellites – où un faible poids et un rendement élevé sont des préoccupations majeures, contrairement aux coûts par rapport à l’énergie produite.
Des chercheurs de l’université de Tampere, en Finlande, ont récemment mis au point une cellule solaire III-V à jonctions multiples qui pourrait atteindre un rendement de conversion proche de 50%. Le National Renewable Energy Laboratory (NREL) des États-Unis a, quant à lui, annoncé l’année dernière une efficacité de 32,9% pour un dispositif de cellules tandem utilisant des matériaux III-V.
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