{"id":2244,"date":"2020-10-14T08:58:00","date_gmt":"2020-10-14T08:58:00","guid":{"rendered":"https:\/\/csbattery.cn\/?p=2244"},"modified":"2023-01-14T12:49:15","modified_gmt":"2023-01-14T12:49:15","slug":"theoretically-two-layers-are-better-than-one-for-solar-cell-efficiency","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/csbattery.cn\/fr\/theoretically-two-layers-are-better-than-one-for-solar-cell-efficiency\/","title":{"rendered":"Th\u00e9oriquement, deux couches valent mieux qu'une pour l'efficacit\u00e9 des cellules solaires"},"content":{"rendered":"

Les cellules solaires ont parcouru un long chemin, mais les cellules solaires \u00e0 couche mince peu co\u00fbteuses sont encore loin derri\u00e8re les cellules solaires cristallines plus ch\u00e8res en termes d'efficacit\u00e9. Maintenant, une \u00e9quipe de chercheurs sugg\u00e8re que l'utilisation de deux films minces de mat\u00e9riaux diff\u00e9rents peut \u00eatre la voie \u00e0 suivre pour cr\u00e9er des cellules \u00e0 film mince abordables avec une efficacit\u00e9 d'environ 34%.<\/p>\n\n\n\n

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"Il y a dix ans, je connaissais tr\u00e8s peu les cellules solaires, mais il m'est apparu clairement qu'elles \u00e9taient tr\u00e8s importantes", a d\u00e9clar\u00e9 Akhlesh Lakhtakia, professeur \u00e0 l'universit\u00e9 Evan Pugh et professeur Charles Godfrey Binder en sciences de l'ing\u00e9nieur et m\u00e9canique, Penn State.<\/p>\n\n\n\n

En \u00e9tudiant le domaine, il a d\u00e9couvert que les chercheurs abordaient les cellules solaires de deux c\u00f4t\u00e9s, le c\u00f4t\u00e9 optique - en regardant comment la lumi\u00e8re du soleil est collect\u00e9e - et le c\u00f4t\u00e9 \u00e9lectrique - en regardant comment la lumi\u00e8re du soleil collect\u00e9e est convertie en \u00e9lectricit\u00e9. Les chercheurs en optique s'efforcent d'optimiser la capture de la lumi\u00e8re, tandis que les chercheurs en \u00e9lectricit\u00e9 s'efforcent d'optimiser la conversion en \u00e9lectricit\u00e9, les deux c\u00f4t\u00e9s simplifiant l'autre.<\/p>\n\n\n\n

"J'ai d\u00e9cid\u00e9 de cr\u00e9er un mod\u00e8le dans lequel les aspects \u00e9lectriques et optiques seront trait\u00e9s de la m\u00eame mani\u00e8re", a d\u00e9clar\u00e9 Lakhtakia. "Nous devions augmenter l'efficacit\u00e9 r\u00e9elle, car si l'efficacit\u00e9 d'une cellule est inf\u00e9rieure \u00e0 30%, cela ne fera aucune diff\u00e9rence." Les chercheurs rapportent leurs r\u00e9sultats dans un r\u00e9cent num\u00e9ro de Applied Physics Letters.<\/p>\n\n\n\n

Lakhtakia est un th\u00e9oricien. Il ne r\u00e9alise pas de couches minces en laboratoire, mais cr\u00e9e des mod\u00e8les math\u00e9matiques pour tester les possibilit\u00e9s de configurations et de mat\u00e9riaux afin que d'autres puissent tester les r\u00e9sultats. Le probl\u00e8me, a-t-il dit, \u00e9tait que la structure math\u00e9matique de l'optimisation de l'optique et de l'\u00e9lectrique est tr\u00e8s diff\u00e9rente.<\/p>\n\n\n\n

Les cellules solaires semblent \u00eatre de simples appareils, a-t-il expliqu\u00e9. Une couche sup\u00e9rieure transparente permet \u00e0 la lumi\u00e8re du soleil de tomber sur une couche de conversion d'\u00e9nergie. Le mat\u00e9riau choisi pour convertir l'\u00e9nergie, absorbe la lumi\u00e8re et produit des flux d'\u00e9lectrons charg\u00e9s n\u00e9gativement et des trous charg\u00e9s positivement se d\u00e9pla\u00e7ant dans des directions oppos\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n

Les particules charg\u00e9es diff\u00e9remment sont transf\u00e9r\u00e9es vers une couche de contact sup\u00e9rieure et une couche de contact inf\u00e9rieure qui canalisent l'\u00e9lectricit\u00e9 hors de la cellule pour l'utiliser. La quantit\u00e9 d'\u00e9nergie qu'une cellule peut produire d\u00e9pend de la quantit\u00e9 de lumi\u00e8re solaire collect\u00e9e et de la capacit\u00e9 de la couche de conversion. Diff\u00e9rents mat\u00e9riaux r\u00e9agissent et convertissent diff\u00e9rentes longueurs d'onde de lumi\u00e8re.<\/p>\n\n\n\n

"J'ai r\u00e9alis\u00e9 que pour augmenter l'efficacit\u00e9, nous devions absorber plus de lumi\u00e8re", a d\u00e9clar\u00e9 Lakhtakia. "Pour ce faire, nous avons d\u00fb rendre la couche absorbante non homog\u00e8ne d'une mani\u00e8re sp\u00e9ciale."<\/p>\n\n\n\n

Cette mani\u00e8re particuli\u00e8re consistait \u00e0 utiliser deux mat\u00e9riaux absorbants diff\u00e9rents dans deux films minces diff\u00e9rents. Les chercheurs ont choisi le CIGS \u2013 dis\u00e9l\u00e9niure de cuivre indium gallium \u2013 et le CZTSSe \u2013 s\u00e9l\u00e9niure de cuivre zinc \u00e9tain soufre \u2013 disponibles dans le commerce pour les couches. En soi, l'efficacit\u00e9 de CIGS est d'environ 20% et celle de CZTSSe est d'environ 11%.<\/p>\n\n\n\n

Ces deux mat\u00e9riaux fonctionnent dans une cellule solaire car la structure des deux mat\u00e9riaux est la m\u00eame. Ils ont \u00e0 peu pr\u00e8s la m\u00eame structure de r\u00e9seau, de sorte qu'ils peuvent \u00eatre cultiv\u00e9s les uns sur les autres, et ils absorbent diff\u00e9rentes fr\u00e9quences du spectre afin d'augmenter leur efficacit\u00e9, selon Lakhtakia.<\/p>\n\n\n\n

"C'\u00e9tait incroyable", a d\u00e9clar\u00e9 Lakhtakia. "Ensemble, ils ont produit une cellule solaire avec une efficacit\u00e9 34%. Cela cr\u00e9e une nouvelle architecture de cellule solaire - couche apr\u00e8s couche. D'autres qui peuvent r\u00e9ellement fabriquer des cellules solaires peuvent trouver d'autres formulations de couches et peut-\u00eatre faire mieux.<\/p>\n\n\n\n

Selon les chercheurs, la prochaine \u00e9tape consiste \u00e0 les cr\u00e9er exp\u00e9rimentalement et \u00e0 voir quelles sont les options pour obtenir les meilleures r\u00e9ponses finales.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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