Les dernières recherches sur les panneaux photovoltaïques

Actuellement, les chercheurs travaillent sur trois grands axes de recherche en photovoltaïque : le silicium cristallin, les pérovskites et les cellules solaires flexibles. Ces trois axes sont complémentaires et offrent la possibilité d’améliorer encore l’efficacité de la technologie photovoltaïque.

Le silicium cristallin est le matériau semi-conducteur le plus couramment utilisé dans les panneaux solaires. Cependant, son rendement est bien inférieur à la limite théorique. C'est pourquoi les chercheurs se concentrent désormais sur le développement de cellules photovoltaïques cristallines de pointe. Le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) travaille actuellement au développement de matériaux multijonctions III-V dont le rendement devrait atteindre 30 %.

Les pérovskites sont un type de cellule solaire relativement récent dont l'efficacité a été démontrée récemment. Ces matériaux, également appelés « complexes photosynthétiques », ont été utilisés pour améliorer le rendement des cellules solaires. Leur commercialisation est prévue dans les prochaines années. Comparées au silicium, les pérovskites sont relativement peu coûteuses et offrent un large éventail d'applications potentielles.

Les pérovskites peuvent être combinées à des matériaux à base de silicium pour créer des cellules solaires performantes et durables. Les cellules solaires à cristaux de pérovskite peuvent être jusqu'à 20 % plus efficaces que celles en silicium. Les matériaux pérovskite et Si-PV ont également atteint des niveaux d'efficacité records, jusqu'à 28 %. Par ailleurs, des chercheurs ont mis au point une technologie bifaciale permettant aux cellules solaires de capter l'énergie des deux côtés du panneau. Cette technologie est particulièrement avantageuse pour les applications commerciales, car elle permet de réduire les coûts d'installation.

Outre les pérovskites, les chercheurs explorent également des matériaux capables de transporter des charges ou d'absorber la lumière. Ces matériaux peuvent contribuer à rendre les cellules solaires plus économiques et à créer des panneaux moins fragiles.

Des chercheurs travaillent actuellement à la création d'une cellule solaire pérovskite tandem extrêmement performante. Sa commercialisation est prévue dans les prochaines années. Ils collaborent avec le département de l'Énergie des États-Unis et la Fondation nationale pour la science (NSF).

Par ailleurs, des chercheurs travaillent également sur de nouvelles méthodes de captation de l'énergie solaire en l'absence de lumière. Parmi ces méthodes figure la distillation solaire, qui utilise la chaleur du panneau pour purifier l'eau. Ces techniques sont actuellement testées à l'université de Stanford.

Les chercheurs étudient également l'utilisation de dispositifs photovoltaïques thermoradiatifs. Ces dispositifs exploitent la chaleur des panneaux pour produire de l'électricité la nuit. Cette technologie peut s'avérer particulièrement utile dans les régions froides où le rendement des panneaux est limité. La température des cellules peut dépasser 25 °C sur un toit non éclairé. Le refroidissement des cellules par eau permet également d'accroître leur efficacité.

Ces chercheurs ont récemment découvert l'utilisation de cellules solaires flexibles. Ces panneaux résistent à l'immersion dans l'eau et sont extrêmement légers. Ils peuvent également résister au passage d'une voiture. Leurs recherches sont soutenues par le programme Solar Frontiers de l'Alliance Eni-MIT. Ils ont également mis au point une nouvelle méthode de test des cellules photovoltaïques.

Les recherches les plus récentes sur les panneaux photovoltaïques visent à développer des technologies plus efficaces, moins coûteuses et plus durables. Ces travaux sont menés par de nombreux groupes de recherche aux États-Unis et dans le monde entier. Parmi les technologies les plus prometteuses figurent les cellules solaires à couches minces de deuxième génération et les cellules solaires flexibles.