Des chercheurs créent des cellules solaires flexibles en silicium monocristallin

Rapport du 25 mai 2023

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par Bob Yirka, Tech Xplore

Une grande équipe de technologues affiliés à plusieurs institutions en Chine, travaillant avec deux collègues allemands et deux autres saoudiens, a trouvé un moyen de créer des cellules solaires flexibles en silicium monocristallin. Dans leur étude, rapportée dans la revue Nature, le groupe a développé et testé un nouveau procédé. Les éditeurs de Nature ont également publié un briefing de recherche dans le même numéro de revue, décrivant le travail de l'équipe sur ce nouvel effort.

Les cellules solaires existent depuis plus d'un demi-siècle, fournissant de l'électricité pour une variété d'applications d'énergie propre. Mais à ce jour, presque tous ont impliqué l'utilisation de cellules solaires plates et rigides, ce qui les rend utilisables dans un nombre limité d'applications. Pendant de nombreuses années, les scientifiques, les développeurs d'applications et les utilisateurs finaux ont attendu le développement de panneaux solaires flexibles aussi efficaces et durables que ceux qui sont rigides. Dans ce nouvel effort, l'équipe de recherche rapporte un moyen de créer un tel produit.

L'équipe a commencé par exécuter des simulations d'idées pour voir si certaines pourraient se concrétiser. Ils ont proposé deux techniques pour traiter les matériaux semi-conducteurs utilisés pour fabriquer des panneaux solaires : la première était un procédé chimique par voie humide, tandis que la seconde était un procédé sec à base de plasma.

Lors de tests en conditions réelles, ils ont prouvé qu'ils pouvaient être utilisés pour créer des panneaux minces et flexibles. Malheureusement, les deux ont souffert d'une réflectivité excessive. L'analyse microscopique a montré que le problème était dû à une fissuration microscopique entre les bosses en forme de pyramide créées lors du traitement à la surface des panneaux. L'équipe a ensuite trouvé un moyen d'adoucir les bosses et les canaux qui se sont formés entre les bords, là où des fissures se sont formées. Des tests supplémentaires ont montré que des fissures se formaient toujours, mais le panneau ne s'est jamais cassé, ce qui a permis à la cellule de se plier et de rester utilisable.

Les dispositifs résultants fabriqués à l'aide des cellules pliables étaient aussi efficaces et durables que les cellules non pliables. L'équipe de recherche a également découvert que les cellules pouvaient être facilement produites en masse. Et parce qu'ils sont beaucoup plus légers que les cellules solaires traditionnelles, ils ont beaucoup plus d'applications.

Plus d'information: Wenzhu Liu et al, Cellules solaires flexibles basées sur des plaquettes de silicium pliables aux bords émoussés, Nature (2023). DOI : 10.1038/s41586-023-05921-z

Cellules solaires flexibles en silicium cristallin, Nature (2023). DOI : 10.1038/d41586-023-01357-7

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