Les panneaux solaires continuent d’évoluer, et cette version contenant de l’or pourrait tout faire basculer.
Des chercheurs du Laboratoire international ibérique de nanotechnologie (INL) ont travaillé sur ce projet. Ils ont mis au point des panneaux solaires ultrafins qui intègrent une nanostructure en or. Celle-ci serait capable d’améliorer leur rendement tout en restant légères et flexibles.
Comment l’or améliore l’efficacité des panneaux solaires ultrafins
Les cellules solaires ultrafines ont plusieurs atouts. Leur finesse réduit considérablement la quantité de matériaux requis. Cela diminue ainsi les coûts de production et rend les panneaux plus légers. On peut alors les intégrer sur des surfaces variées, dont les façades de bâtiments, les véhicules, les appareils mobiles…
Le problème reste néanmoins le rendement. En captant moins de lumière, une partie de l’énergie traverse la cellule et se perd à l’arrière. Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont développé un miroir nanostructuré en or pour ces panneaux solaires. Une couche de 25 nm, recouverte d’un motif en forme de T et encapsulée dans de l’oxyde d’aluminium.
Cette nanostructure agit comme un réflecteur. Elle renvoie la lumière qui aurait été perdue à travers la cellule pour qu’elle soit absorbée une seconde fois. Cette technique améliore également la passivation de l’interface. En d’autres termes, la réduction des pertes d’énergie à la surface du matériau. Le rendement des cellules ultrafines ACIGS ((Ag,Cu)(In,Ga)Se₂) augmente alors d’environ 1,5 point de pourcentage.
Une fabrication plus simple et adaptée à grande échelle
La conception de la nouvelle nanostructure en or pour panneaux solaires est rapide. Mais aussi, elle est peu coûteuse et adaptée à l’industrie. Les chercheurs ont utilisé la lithographie par nano-impression en une seule étape. C’est un procédé qui consiste à « tamponner » directement le motif sur la surface des cellules.
Cette méthode simplifie ainsi le processus industriel par rapport aux techniques classiques de création de nanostructures. Grâce à elle, on peut produire des panneaux ultrafins à grande échelle. Et en parallèle, on conserve la flexibilité nécessaire pour des usages variés.
Grâce à cette innovation, les panneaux photovoltaïques pourraient enfin être légers, performants et polyvalents. Et cela ouvrira ensuite la voie à des usages inédits, à l’instar de toitures courbes, de façades design ou de véhicules solaires. On peut également envisager des appareils portables alimentés en énergie renouvelable avec ces panneaux solaires à base d’or.
Un potentiel immense… mais un coût élevé
L’idée d’utiliser de l’or peut sembler contre-intuitive, surtout pour réduire les coûts. Même si la couche utilisée est extrêmement fine, l’or reste effectivement un matériau précieux. Les fabricants devront donc équilibrer le gain en performance avec le prix élevé de la matière.
Les chercheurs ont néanmoins un contre-argument. L’augmentation du rendement et la possibilité d’intégrer ces cellules solaires sur des surfaces auparavant inadaptées justifieraient l’investissement. Avec la simplification du procédé industriel, la production en masse pourrait réduire progressivement le coût global. Cela rendra aussi ces panneaux solaires à base d’or compétitifs par rapport aux solutions traditionnelles.
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