Vers des cellules photovoltaïques à puits quantiques ?

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Un des fronts de la recherche photovoltaïque actuelle qu'est l'utilisation de puits quantiques pourrait voir une avancée majeure être franchie si les résultats obtenus par une équipe japonaise étaient confirmés. Le groupe du professeur Yoshitaka Okada, du centre de recherche RCAST de l'université de Tokyo en collaboration avec l'université technique de Madrid a réussi à atteindre une efficacité de conversion de 20,3% (avec un facteur de concentration lumineuse de 100) en utilisant des puits quantiques. Ce résultat, s'il n'est pas un achèvement majeur dans l'absolu, doit surtout être compris dans le contexte de l'incorporation des puits quantiques. Ceux-ci permettent de récupérer une partie de l'énergie issue de photons peu énergetiques, c'est-à-dire de récuperer des photons issus de l'infrarouge du spectre lumineux. Ces derniers ne sont pas suffisamment énergetiques pour provoquer la transition d'un électron de la bande de valence vers la bande de conduction des cellules photovoltaïques actuelles.

En effet, les cellules photovoltaïques utilisées et commercialisées actuellement utilisent du silicium, qui ne permet d'absorber que les photons issus du spectre de la lumière visible et du proche IR, jusqu'à 110nm soit une fraction du spectre lumineux. On comprend bien alors l'interêt de l'incorporation des puits quantiques au sein des cellules solaires.

L'étude a été réalisée sous concentration lumineuse avec un facteur 100, mais aussi avec un facteur 1000, obtenant ainsi une efficacité de conversion de 21,2%. Les résultats détaillés de l'étude seront annoncés lors de la conférence internationale CPV-8 (Huitième conférence internationale sur les systèmes photovoltaïques concentrés) qui se tiendra à Tolède (Espagne) du 16 au 18 avril 2012.

Enfin, le professeur Okada évoque la possibilité d'atteindre une efficacité de conversion 35% avec un facteur de concentration lumineuse de 100 (et de 45% pour un facteur de 1000). Cette valeur pourrait être atteinte via une densité accrue des puits quantiques couplée à une amélioration de la structure en couches des cellules photovoltaïques et de la structure des électrodes.

ORIGINE : BE Japon numéro 610 (23/03/2012) - Ambassade de France au Japon / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/69531.htm
Article du site d'informations technologiques Tech-On du journal Nikkei : [Anglais]http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20120320/209571/