Les récentes avancées dans le domaine des cellules solaires tandem ont conduit à des résultats impressionnants en matière d’optimisation de l’efficacité de conversion énergétique. Grâce à des innovations technologiques, ces cellules, qui allient des matériaux tels que le silicium et les pérovskites, atteignent désormais des rendements record, ouvrant la voie à une production d’énergie plus durable. Ce développement fait partie d’un effort plus vaste pour renforcer l’usage des énergies renouvelables et diminuer la dépendance aux énergies fossiles.
Des Efficacités Record Atteintes
En janvier 2024, une cellule solaire a établi un nouveau record mondial, atteignant un rendement de 23,64%, avant d’être rapidement dépassée par le fabricant sud-coréen Qcells, qui a présenté une cellule avec un rendement de 28,6%, validé par l’Institut Fraunhofer, reconnu pour ses travaux sur les systèmes d’énergie solaire. Ce progrès met en évidence l’importance croissante des cellules tandem dans l’amélioration de l’efficacité photovoltaïque.
Ces cellules tandem, qui combinent silicium et pérovskite, se distinguent par leur capacité à capter une gamme plus large de longueurs d’onde de lumière. Cette approche innovante permet une récolte de lumière solaire plus efficace, menant à une production d’électricité optimale. Par exemple, la recherche a démontré qu’une combinaison optimisée de ces matériaux permet d’atteindre des rendements de conversion allant jusqu’à 33,89%.
L’Avantage de la Technologie Tandem
Les cellules solaires à tandem représentent une avancée majeure dans le secteur photovoltaïque. En intégrant plusieurs couches de matériaux absorbants différents, leur capacité à convertir plus de lumière solaire en énergie électrique est significativement améliorée. Cela se traduit par une performance bien supérieure par rapport aux cellules solaires traditionnelles, qui atteignent généralement des rendements de l’ordre de 15 à 20%.
Les cellules solaires en pérovskite, utilisées depuis environ 15 ans, complètent efficacement les technologies du silicium. En effet, les pérovskites ont la capacité d’absorber la lumière visible et les longueurs d’onde qui ne sont pas toujours captées par les cellules traditionnelles. Cette complémentarité est la clé de l’augmentation des rendements observés dans les nouvelles cellules tandem.
Innovations et Développements Futurs
Les recherches ne s’arrêtent pas là. Des travaux récents menés par des équipes de scientifiques, notamment ceux du CEA et de 3SUN, ont permis de développer une cellule tandem avec un rendement impressionnant de 30,8%. Ces innovations s’inscrivent dans une dynamique de progrès continu, visant à perfectionner les matériaux et les techniques de production. La combinaison de l’innovation technologique et de l’intelligence artificielle se révèle prometteuse pour déterminer les structures de cellules ayant le plus fort potentiel.
Par ailleurs, des initiatives à l’échelle internationale, telles que le soutien financier accordé par l’Allemagne pour développer des cellules de prochaine génération, témoignent de l’engagement croissant en faveur des énergies renouvelables. Des projets spécifiques visant à intégrer ces nouvelles technologies dans des applications pratiques, comme les fenêtres générant de l’énergie, montrent également la diversité des usages potentiels de ces cellules, rendant leur déploiement attractif et économiquement viable.
Impacts Environnementaux et Économiques
Le développement de cellules solaires tandem constitue une réponse significative aux enjeux environnementaux contemporains. En maximisant le rendu énergétique, ces technologies aident à réduire la dépendance aux combustibles fossiles et à décroître les émissions de gaz à effet de serre. En conséquence, l’adoption des cellules tandem pourrait jouer un rôle crucial dans la transition énergétique nécessaire pour lutter contre le changement climatique.
Au-delà des impacts environnementaux, les performances accrues des cellules solaires tandem impliquent également des bénéfices économiques. En améliorant l’efficacité des systèmes photovoltaïques, les coûts d’installation et d’exploitation peuvent être réduits, rendant ainsi l’énergie solaire plus compétitive par rapport aux sources d’énergie traditionnelles. Les consommateurs et les entreprises pourraient également bénéficier de retours sur investissement plus rapides, favorisant une adoption généralisée de ces solutions durables.
