Panneaux solaires d'efficacité

Le détenteur record de l'efficacité parmi les panneaux solaires, d'une manière ou d'une autre disponible sur le marché aujourd'hui, sont des panneaux solaires basés sur des cellules solaires multicouches développées par l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire en Allemagne. Depuis 2005, Soitec participe à leur mise en œuvre commerciale.

La taille des photocellules elles-mêmes ne dépasse pas 4 millimètres et la concentration de la lumière solaire sur celles-ci est obtenue en utilisant des lentilles de concentration auxiliaires, grâce auxquelles la lumière solaire saturée est convertie en électricité avec une efficacité atteignant 47%.

La batterie contient quatre jonctions pn de sorte que quatre liaisons de cellules photoélectriques différentes peuvent recevoir et convertir efficacement le rayonnement avec une longueur d'onde spécifique de la lumière solaire concentrée 297,3 fois dans la gamme de longueurs d'onde de l'infrarouge à l'ultraviolet.

Les chercheurs, dirigés par Frank Dimirot, se sont initialement donné pour tâche de faire croître un cristal multicouche, et une solution a été trouvée - ils ont fait germer les substrats pour la croissance, et en conséquence un cristal a été obtenu avec diverses couches semi-conductrices, avec quatre sous-cellules photoélectriques.

Le processus de croissance s'est révélé plus compliqué que dans le cas de la production traditionnelle de batteries au silicium, mais les performances des nouvelles batteries ont doublé. De plus, le coût de création d'un système avec un hub est inférieur à celui de la création panneaux solaires conventionnels.

Les cellules solaires multicouches sont utilisées depuis longtemps sur les engins spatiaux, mais maintenant des stations solaires ont déjà été lancées sur leur base dans 18 pays. Cela est rendu possible en améliorant et en réduisant le coût de la technologie. En conséquence, le nombre de pays équipés de nouvelles stations solaires va augmenter et il y a une tendance à la concurrence sur le marché des panneaux solaires industriels.

En deuxième place, les panneaux solaires basés sur des cellules solaires Sharp à trois couches, dont l'efficacité a atteint 44,4%. Le phosphure d'indium gallium est la première couche de la cellule photoélectrique, l'arséniure de gallium est la deuxième, l'arséniure d'indium gallium est la troisième couche. Les trois couches sont séparées par un diélectrique, qui sert à obtenir l'effet tunnel.

La concentration de la lumière sur la photocellule est obtenue grâce à la lentille de Fresnel, comme avec les développeurs allemands, la lumière du soleil est concentrée 302 fois et est convertie par une photocellule semi-conductrice à trois couches.

La recherche sur le développement de cette technologie est menée en continu par Sharp depuis 2003 avec le soutien de NEDO, une organisation d'administration publique japonaise qui promeut la recherche et le développement, ainsi que la diffusion des technologies industrielles, énergétiques et environnementales. En 2013, Sharp a atteint un record de 44,4%.

Deux ans avant Sharp, en 2011, la société américaine Solar Junction avait déjà sorti des batteries similaires, mais avec une efficacité de 43,5%, dont les éléments mesuraient 5 x 5 mm, et la mise au point était également réalisée avec des lentilles, concentrant 400 fois la lumière du soleil. Les cellules solaires étaient à trois jonctions à base de germanium, et le groupe prévoyait même de créer des cellules solaires à cinq et six jonctions pour mieux capter le spectre. La recherche se poursuit à ce jour par l'entreprise.

Ainsi, les batteries solaires fabriquées en combinaison avec des concentrateurs, qui, comme nous le voyons, sont produites en Europe, en Asie et en Amérique, ont la plus haute efficacité record. Mais ces batteries sont principalement conçues pour la construction de grandes centrales solaires au sol et pour l'alimentation efficace des engins spatiaux.

Récemment, un record a été établi dans le domaine des panneaux solaires ordinaires destinés aux consommateurs, qui sont disponibles pour la plupart de ceux qui souhaitent les fournir, par exemple le toit d'une maison.

Au milieu de l'automne 2015, la société Ilona Mask SolarCity a présenté les panneaux solaires grand public les plus efficaces, dont l'efficacité dépasse 22%.

Cet indicateur a été confirmé par des mesures prises par le laboratoire du Renewable Energy Test Center. L'usine de Buffalo établit déjà un plan de production pour chaque jour - de 9 à 10 000 panneaux solaires, dont les caractéristiques exactes n'ont pas encore été rapportées. L'entreprise prévoit déjà de fournir au moins 200 000 foyers avec ses batteries chaque année.

Le fait est que le processus technologique optimisé a permis à l'entreprise de réduire considérablement les coûts de production, tout en augmentant son efficacité de 2 fois par rapport aux panneaux solaires au silicium grand public. Musk est sûr que ce sont ses panneaux solaires qui seront les plus populaires auprès des propriétaires dans un avenir proche.

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