Les dernières recherches sur les panneaux photovoltaïques

Actuellement, les chercheurs travaillent sur trois axes principaux de recherche en photovoltaïque : le silicium cristallin, les pérovskites et les cellules solaires flexibles. Ces trois domaines sont complémentaires et offrent le potentiel 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 sont concentrés sur le développement de systèmes photovoltaïques cristallins avancés. Le Laboratoire national des énergies renouvelables se concentre actuellement sur le développement de matériaux multijonctions III-V dont le rendement devrait atteindre 30 %.

Les pérovskites sont un type de cellule solaire relativement nouveau dont l'efficacité et le rendement ont récemment été démontrés. Ces matériaux sont également appelés « complexes photosynthétiques ». Ils ont été utilisés pour accroître l'efficacité 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 en silicium pour créer une cellule solaire efficace et durable. Les cellules solaires à cristaux de pérovskite peuvent être 20 % plus efficaces que le silicium. Les matériaux pérovskites et Si-PV ont également affiché des rendements records, atteignant 28 %. De plus, les chercheurs ont développé 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 pouvant agir comme porteurs de charge ou absorbeurs de lumière. Ces matériaux peuvent également contribuer à rendre les cellules solaires plus économiques et à créer des panneaux moins sensibles aux dommages.

Des chercheurs travaillent actuellement à la création d'une cellule solaire tandem pérovskite extrêmement performante. Sa commercialisation est prévue dans les prochaines années. Les chercheurs collaborent avec le Département de l'Énergie des États-Unis et la National Science Foundation.

Par ailleurs, les chercheurs travaillent également sur de nouvelles méthodes de récupération de l'énergie solaire dans l'obscurité. 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 utilisent la chaleur du panneau pour produire de l'électricité la nuit. Cette technologie peut s'avérer particulièrement utile dans les climats froids où l'efficacité des panneaux est limitée. La température des cellules peut dépasser 25 °C sur un toit sombre. Les cellules peuvent également être refroidies par eau, ce qui les rend plus efficaces.

Ces chercheurs ont également 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 aux chocs avec une voiture. Leurs recherches sont soutenues par le programme Eni-MIT Alliance Solar Frontiers. Ils ont également pu développer 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 aux États-Unis et dans le monde entier. Les technologies les plus prometteuses comprennent les cellules solaires à couches minces de deuxième génération et les cellules solaires flexibles.