Des cellules solaires à haut rendement et abordables

Actuellement, partout en Europe, on peut voir des dispositifs photovoltaïques (PV) sur les toits et dans des fermes solaires. Cependant, leur généralisation est entravée par leur coût un rendement limité. Le projet NANOPV («Nanomaterials and nanotechnology for advanced photovoltaics»), financé par l'UE, a cherché à remédier aux goulets d'étranglement touchant leur production en concevant des processus et des équipements à grande échelle, afin de réaliser des dispositifs PV à partir de nanomatériaux.

Le consortium a étudié une grande variété de matériaux de ce type, depuis les points quantiques, les nanocristaux et les nanoparticules de dimension zéro jusqu'aux nanofils et au nanotiges à une dimension, et même aux couches nanométrique ultra fines en deux dimensions. En plus du développement de matériaux pour améliorer le rendement, les scientifiques ont conçu des processus et équipements de production à grande échelle et économiques, pouvant être intégrés aux lignes de production pilotes et industrielles.

Les nanomatériaux peuvent considérablement améliorer les rendements en améliorant l'utilisation du spectre électromagnétiques, car ils peuvent exploiter une plus large gamme de longueurs d'onde. Le projet voulait augmenter de plus de 20% le rendement pour les dispositifs à base de tranches de silicium et de plus de 15% pour les cellules solaires à couche mince de silicium. Les scientifiques ont aussi évalué des cellules solaires à faible coût entièrement basées sur des nanomatériaux.

Les chercheurs ont obtenu des rendements impressionnants avec des nanofils d'oxyde transparents conducteurs, des nanofils de silicium, ainsi que des couches nanométriques intégrant des nanoparticules de silicium ou d'indium. L'équipe a conçu et fabriqué des cellules solaires basées sur ces concepts.

Des cellules solaires à base de tranche de silicium, d'un rendement supérieur à 20%, ont été produites en utilisant des équipements industriels. Pour les trois types de cellules solaires les plus prometteurs, les scientifiques ont défini des concepts pour les matériels de traitement.

L'équipe a défini un coût cible bien inférieur à 1 euro par watt-crête, le watt-crête étant l'unité de mesure de la puissance nominale d'un panneau solaire d'un mètre carré à 25 degrés Celsius. Une plateforme technologique couvrant l'ensemble de la chaîne de fabrication a été développée, afin d'exploiter pleinement cette technologie assurant une production économique et à haut débit. NANOPV a atteint son coût cible grâce à un traitement rentable des nanomatériaux.

NANOPV a contribué au développement d'une source d'énergie sûre et rentable utilisant des dispositifs PV durables. Ces dispositifs renforceront la compétitivité de l'UE sur un marché qui connaîtra un développement considérable.