Source: scitechdaily.com
Dr. Andreas Distler (ZAE Bayern) avec le module solaire organique record à la Solar Factory of the Future. En arrière-plan, la ligne pilote du photovoltaïque à couches minces imprimées.
Une équipe de recherche de Nuremberg et d'Erlangen a établi un nouveau record pour l'efficacité de conversion de puissance des modules photovoltaïques organiques (OPV). Les scientifiques de la Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), du Centre bavarois pour la recherche énergétique appliquée (ZAE) et de l'Institut Helmholtz Erlangen-Nürnberg pour les énergies renouvelables (HI ERN), une branche du Forschungszentrum Jülich, en coopération avec le L'Université de technologie de Chine méridionale (SCUT) a conçu un module OPV avec une efficacité de 12,6% sur une superficie de 26 centimètres carrés. L'ancien record mondial de 9,7% a été dépassé de 30%.
Il s'agit de la valeur d'efficacité la plus élevée jamais rapportée pour un module photovoltaïque organique. Il a été confirmé par une mesure étalonnée certifiée dans des conditions d'essai standard par le laboratoire de certification indépendant de Fraunhofer ISE (Fribourg) en septembre 2019. Le module multicellulaire a été développé à la Solar Factory of the Future du Campus Energie Nürnberg (EnCN) à un laboratoire de revêtement avec une ligne pilote unique de mégawatts pour le photovoltaïque à couches minces, qui a été conçu et mis en œuvre avec le soutien financier du ministère bavarois des Affaires économiques.
«Cette percée montre que la Bavière n'est pas seulement un chef de file dans la promotion des installations photovoltaïques, mais occupe également une position de leader dans le développement de technologies futures», souligne Hubert Aiwanger, ministre bavarois de l'Économie, du Développement régional et de l'Énergie.
Les cellules solaires organiques se composent généralement de deux composants organiques différents, possédant les propriétés semi-conductrices nécessaires. Contrairement au silicium conventionnellement utilisé, qui est fabriqué par des procédés de fusion énergivores, les matériaux organiques peuvent être appliqués directement à partir de solutions sur un film support ou un support verre.
D'une part, cela réduit les coûts de fabrication, d'autre part, l'utilisation de matériaux souples et légers permet de nouvelles applications, telles que les appareils mobiles ou les vêtements, même si l'efficacité n'est pas encore comparable à celle des cellules solaires traditionnelles en silicium.
«Cette étape importante dans la recherche sur les semi-conducteurs organiques montre que les derniers développements en termes de performances avec des rendements certifiés de cellules de plus de 16% ne sont pas limités à l'échelle du laboratoire, mais prêts à être étendus au niveau des modules prototypes», explique le professeur Christoph Brabec de FAU. , directeur de HI ERN, et directeur scientifique de la Solar Factory of the Future, un groupe de recherche du ZAE Bayern.
De par leur conception, l'efficacité des modules photovoltaïques complets est toujours légèrement inférieure à celle des cellules individuelles. Une partie de la zone du module, par exemple, est toujours inactive car elle est utilisée pour l'interconnexion des cellules individuelles. Avec une surface de module croissante, les pertes causées par la résistance électrique des électrodes augmentent également.
Le module d'enregistrement se compose de douze cellules connectées en série et a un facteur de remplissage géométrique de plus de 95%. Cette partie de la zone du module contribue activement à la production d'électricité. En ce qui concerne sa zone active, le module atteint même une efficacité de 13,2%. La minimisation des zones inactives a été obtenue grâce à la structuration laser à haute résolution, telle que développée et optimisée ces dernières années à la «Solar Factory of the Future».