Actuellement, plus du quart de l'énergie solaire n'est pas exploité par les cellules solaires car celles-ci ne savent pas convertir la lumière issue du spectre infrarouge en électricité. Il est donc essentiel de lever ce verrou technologique et parmi les pistes scientifiques explorées, les chercheurs travaillent sur le "silicone noir", un silicone dont on modifie la structure moléculaire et atomique en surface afin qu'il puisse absorber les infrarouges et les transformer en électricité.
Le célèbre Institut de recherche allemand Fraunhofer a annoncé qu'il était parvenu à doubler le rendement de conversion électrique du silicium noir. en intégrant cette nouvelle technologie dans la production des panneaux photovoltaïques, et qu'il serait possible de dépasser les 30 % de rendement de conversion électrique, contre environ 17 % en moyenne aujourd'hui.
Le docteur Stefan Kontermann, qui dirige ces recherches souligne que "Ce silicium noir a été modifié dans sa structure de surface par des impulsions laser de manière à pouvoir intégrer des atomes de soufre dans le réseau de atomes de silicium, ce qui augmente très sensiblement sa capacité à absorber la lumière infrarouge et à la transformer en courant électrique."
En fait, l'inclusion de ces atomes de souffre a pour effet de diminuer la quantité d'énergie infrarouge nécessaire pour exciter les électrons et les transformer en électricité. Il devient ainsi possible de créer un niveau d'énergie intermédiaire dans lequel la lumière infrarouge est exploitée bien plus efficacement. « En modifiant par laser de manière soigneusement contrôlée l'emplacement des atomes de soufre dans le silicium noir, nous parvenons à optimiser et à augmenter le nombre d'électrons qui peuvent s'exciter et monter sur une orbite supérieure et parallèlement à diminuer le nombre en orbite basse », précise Stefan Kontermann.
Les chercheurs travaillent à présent à développer un algorithme pour optimiser l'intensité et la durée des impulsions laser de manière à améliorer encore le rendement de conversion électrique de ce silicium dopé au soufre.
Article rédigé par Mark FURNESS pour RTFlash
