Source : newatlas.com
La nouvelle cellule solaire de l'équipe a atteint une efficacité de 39,5 pour cent, dans des conditions d'éclairage équivalentes à celle du Soleil. C'est une distinction importante à faire : d'autres cellules solaires expérimentales ont enregistré des rendements allant jusqu'à 47 %, mais sous une lumière très concentrée. La mesure de leur efficacité sous un éclairage « un soleil » donne une meilleure indication de leurs performances dans le monde réel.
La nouvelle cellule solaire dépasse le précédent record de l'équipe de 39,2 % datant de 2020. En comparaison, les cellules solaires au silicium couramment utilisées et les cellules solaires à pérovskite émergentes atteignent une efficacité d'environ 25 %, tandis que les cellules solaires en tandem qui combinent les deux matériaux approchent les 30 %.
La cellule solaire NREL a également été testée pour déterminer ses performances dans l'espace, si elle devait être utilisée pour alimenter des satellites et d'autres engins spatiaux. Dans ces conditions, il a atteint une efficacité respectable de 34,2 pour cent.
La nouvelle cellule solaire est basée sur une architecture connue sous le nom de cellules à multijonctions métamorphiques inversées (IMM) et contient trois « jonctions », les composants qui produisent du courant électrique en réponse à la lumière. Chacune de ces jonctions est constituée d'un matériau différent – dans ce cas, il s'agit du phosphure de gallium-indium en haut, de l'arséniure de gallium au milieu et de l'arséniure de gallium-indium en bas. Ces trois matériaux se spécialisent dans différentes longueurs d’onde de lumière, permettant à la cellule solaire dans son ensemble de récolter plus d’énergie sur tout le spectre lumineux.
Une autre avancée qui a contribué à cette nouvelle efficacité record a été la construction de la couche intermédiaire avec des « puits quantiques ». Essentiellement, en prenant en sandwich une couche conductrice entre deux autres matériaux avec une bande interdite plus large, les électrons sont confinés dans deux dimensions, ce qui permet au matériau de capter plus de lumière. La couche intermédiaire de cette cellule solaire contenait jusqu'à 300 puits quantiques, augmentant ainsi l'efficacité globale vers de nouveaux sommets.
Cette avancée pourrait être importante pour la technologie des cellules solaires, mais l’équipe affirme que la fabrication de ce type de cellule reste assez coûteuse. Des travaux supplémentaires seront nécessaires pour réduire ces coûts et ouvrir de nouvelles applications.