Le soleil est une puissante source d’énergie renouvelable. En fait, il est actuellement la seule source d’énergie capable de répondre aux besoins énergétiques de l’espèce humaine. Il n’est donc pas étonnant que l’utilisation de l’énergie solaire augmente. Mais il y a un certain nombre de limitations technologiques quand il s’agit de cellules photovoltaïques.

By Yonatan Sredni, NoCamels

Le photovoltaïque est une méthode pour générer de l’énergie électrique en utilisant des cellules solaires pour convertir l’énergie du soleil en un flux d’électrons : les cellules utilisent une gamme très étroite du spectre solaire – la large lumière fournie par le soleil.

Le rayonnement qui ne se trouve pas dans cette plage étroite ne réchauffe que ces cellules, mais n’est pas utilisé. Cette perte d’énergie limite l’efficacité des cellules solaires actuelles à environ 30%.

Les chercheurs de l’Institut technologique Technion d’Haïfa ont développé une nouvelle technologie qui pourrait améliorer l’efficacité des cellules photovoltaïques de près de 70 pour cent.

Technion
Left to right: Assaf Manor, Assistant Professor Carmel Rotschild and Nimrod Kruger

La méthode de l’équipe Technion repose sur un processus intermédiaire qui se produit entre la lumière solaire et la cellule photovoltaïque. La photoluminescence, émission lumineuse de toute forme de matière après absorption des photons, matériau qu’ils créent absorbe le rayonnement du soleil, et convertit la chaleur et la lumière du soleil en un rayonnement « idéal » qui illumine la cellule photovoltaïque, efficacité de conversion.

En conséquence, l’efficacité du dispositif est portée de 30% (la valeur conventionnelle pour les dispositifs photovoltaïques), à 50%.

L’étude a été réalisée au Technion’s Excitonics Lab, dirigé par Carmel Rotschild, professeur adjoint à la Faculté de génie mécanique, avec l’aide du GTEP Energy Center et de l’Institut de nanotechnologie Russell Berrie au Technion et dans le cadre du projet ERC du laboratoire sur les nouveaux outils thermodynamiques pour cellules solaires.

Une alternative aux combustibles fossiles

Mais le solaire peut-il devenir une alternative abordable aux combustibles fossiles? Les scientifiques du Technion croient que c’est possible.

«Aujourd’hui, les coûts du photovoltaïque sont comparables aux combustibles fossiles», raconte Rotschild à NoCamels.

« Les prix du photovoltaïque diminuent chaque année en raison de l’effort collectif de la communauté scientifique et de l’ingénierie. Cela garantit que l’énergie solaire deviendra importante. « 

«Compte tenu des dommages causés à l’environnement et à la santé, l’énergie solaire est une bien meilleure solution», ajoute-t-il. «En outre, compte tenu du fait que nous ne manquerons plus de combustibles fossiles (et d’uranium pour l’énergie nucléaire), seules les énergies renouvelables peuvent nous aider.»

Inspiré par la réfrigération optique

L’inspiration pour la percée provient de la réfrigération optique, où la lumière absorbée est réémise à une énergie plus élevée, refroidissant ainsi l’émetteur. Les chercheurs ont développé une technologie qui fonctionne de façon similaire, mais avec la lumière du soleil.

« Le rayonnement solaire, sur son chemin vers les cellules photovoltaïques, frappe un matériau dédié que nous avons développé à cet effet, le matériau est chauffé par la partie inutilisée du spectre », étudiant Assaf Manor, qui a dirigé l’étude dans le cadre de son doctorat Travail, a déclaré dans un communiqué. « En outre, le rayonnement solaire dans le spectre optimal est absorbé et réémis à un spectre bleu-décalé. Ce rayonnement est ensuite récolté par la cellule solaire. De cette façon, la chaleur et la lumière sont converties en électricité. »

Cinq ans plus tard

Le groupe espère démontrer un dispositif de fonctionnement complet avec une efficacité record dans un délai de 5 ans. S’ils réussissent, ils se sentent pourrait devenir une technologie disruptive dans l’énergie solaire. « Le solaire est déjà dans l’instillation à grande échelle, il faudra 10 ans pour devenir significatif dans l’approvisionnement énergétique mondial. Dans 5 ans je crois que nous pouvons introduire une technologie disruptive au photovoltaïque », Rotschild dit NoCamels.

«Dans notre génération, nous manquerons de pétrole, de gaz, de charbon, etc.», raconte Rotschild à NoCamels. «Solar est ici, et c’est la seule solution durable.»

Photos: Technion

Source : NoCamels

Traduction JFORUM

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