Energie solaire



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EN SAVOIR PLUS - Les cellules multijonctions
Une cellule au silicium ne peut convertir, au mieux, que 30% de l'énergie lumineuse en énergie électrique. Un rayon de lumière contient en effet des photons d'énergie très différentes et seuls les photons d'énergie supérieure à 1,1 eV mettent en mouvement les électrons du silicium. Les photons d'énergies plus faibles traversent le silicium sans effet. Or cette énergie est inversement proportionnelle à la longueur de l'onde lumineuse : un photon rouge de 700 nm possède moins d’énergie qu’un photon de lumière bleue de 450 nm. Le silicium cristallin est capable de convertir en électricité une large gamme de longueurs d'onde comprises entre 400 à 1100 nm, soit le domaine visible et proche infra-rouge. Afin d'améliorer les rendements des cellules et utiliser les photons infrarouges entre 800 et 1800 nm, sans sacrifier la conversion de photons de plus grande énergie, les chercheurs ont eu l'idée d'empiler des cellules photovoltaïques constituées de semi-conducteurs réagissant à des photons de longueurs d'ondes différentes afin de couvrir au mieux le spectre solaire. Aussi appelées cellules tandems, les cellules multijonctions les plus abouties sont constituées de trois jonctions avec en cellule supérieure un matériau à base de gallium-indium-phosphore convertissant les photons ultraviolets jusqu’au vert, en cellule intermédiaire de l'arséniure de gallium convertissant les photons jaunes et rouges et en cellule inférieure du germanium convertissant les photons infrarouges. En juin 2013, ces cellules atteignaient des rendements records de 37,7 % sous illumination standard et de 44 % sous une concentration de 942 Soleils , leur rendement augmentant de manière logarithmique avec l'intensité lumineuse. D'ici 2020, de nouvelles cellules à trois jonctions devraient se rapprocher d'un rendement de 50% sous concentration.

 

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