Des chercheurs de l’Université des Postes et Télécommunications de Nankin en Chine ont récemment réalisé une avancée significative dans le domaine de l’énergie solaire. Ils ont réussi à développer un module solaire utilisant de la kësterite, un matériau prometteur, qui a démontré un rendement de conversion de puissance de 10,1 %. Ce progrès technologique ouvre la voie à des solutions énergétiques plus durables et accessibles.
La technologie de la kësterite
La kësterite, ou CZTSSe, est un matériau qui se distingue par sa composition, contenant des éléments courants tels que le cuivre, l’étain, le zinc et le sélénium. Ces caractéristiques font de la kësterite un choix économique et prometteur pour les cellules solaires à couches minces. En comparaison avec d’autres matériaux comme les CIGS (Cuivre-Indium-Gallium-Sélénium), la kësterite présente des avantages en termes d’approvisionnement, réduisant ainsi les risques liés à la disponibilité des ressources.
Le module solaire récemment développé par les chercheurs de Nankin présente une surface d’ouverture de 10,48 cm² et a été fabriqué selon un procédé en solution. Cela permet d’améliorer la qualité cristalline des films absorbeurs, permettant ainsi un meilleur rendement. En effet, un rendement de 10,1 % a été certifié, démontrant la viabilité commerciale de cette technologie.
Le processus de fabrication et ses défis
Le procédé de fabrication des cellules CZTSSe repose sur deux étapes clés : le dépôt du précurseur et la cristallisation à haute température. Les chercheurs ont affronté un challenge majeur lié à l’inhomogénéité du film, causée par des réactions de fusion multiphasiques qui peuvent nuire aux propriétés électroniques. Pour pallier ce problème, une attention particulière a été portée à la microstructure de l’absorbeur durant la fabrication.
Pour améliorer l’uniformité du film précurseur, les scientifiques ont régulé sa porosité, ce qui a permis une meilleure pénétration du sélénium durant la sélénisation, un processus crucial pour la croissance des grains. Cela a conduit à de meilleures performances et une réduction des pertes de conversion de puissance entre les cellules et les modules.
Les résultats et implications de cette recherche
Les résultats de cette recherche montrent un rendement linéaire exceptionnel pour un module solaire en kesterite. Avec un rendement de 8,91 % observé au niveau du module, le succès de cette technologie réside dans sa capacité à maintenir d’excellentes performances à grande échelle. Les chercheurs ont aussi élaboré des stratégies pour réduire les contacts non idéaux, ce qui a conduit à des pertes minimales de conversion.
Cette technologie novatrice pourrait influencer positivement le marché des panneaux solaires, rendant les installations photovoltaïques plus accessibles et abordables. La prospérité des cellules solaires à base de kësterite pourrait contribuer à l’adoption plus large des énergies renouvelables et à l’engagement global vers un avenir énergétique durable.
