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Le silicium noir : le renouveau des cellules photovoltaïques ?
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Le silicium est sans conteste le matériau vedette des dernières décennies tant il a participé au développement de nombreuses technologies, entrant dans la fabrication de multiples composants et dispositifs électroniques. C'est par exemple le silicium qui est à la base des puces qui composent nos ordinateurs. C'est aussi le matériau le plus utilisé pour la fabrication des cellules photovoltaïques. Ces dispositifs produisent un courant électrique lorsqu'on les éclaire, c'est-à-dire qu'ils absorbent des photons émis par le soleil et les transforment en énergie électrique. En général, on utilise des plaquettes de silicium cristallin principalement parce qu'elles sont d'un coût abordable. Toutefois, le silicium cristallin réfléchit environ 50% de la lumière (cela varie en fonction de la longueur d'onde ) et par conséquent demeure modérément efficace dans sa production d'énergie électrique, les cellules commercialisées atteignant un rendement d'environ 15%. C'est fortuitement que des chercheurs de l'université de Harvard (T.H. Her , E. Mazur et C. Wu) ont découvert une façon de rendre le silicium plus absorbant. Lorsqu'on éclaire une plaquette de silicium avec un faisceau laser très puissant (1000 milliards de watts) pour un temps extrêmement court (1000 fois moins qu'un milliardième de seconde) et que simultanément cette plaquette est en contact avec certains gaz halogènes , la surface est complètement transformée : le silicium, au départ d'aspect brillant et grisâtre, est devenu noir. Après le traitement, on obtient donc un silicium beaucoup plus absorbant parce que les cônes qui ont apparu à sa surface ont pour effet de piéger la lumière. D'ailleurs, c'est parce qu'il absorbe presque toute l'énergie lumineuse dans le domaine du visible que ce silicium est noir. Aussi, pour certaines longueurs d'onde, on peut augmenter de 60% l'efficacité à produire un courant électrique, d'où l'intérêt d'utiliser le silicium noir pour fabriquer des cellules photovoltaïques. Actuellement, l'équipe de Harvard complète l'étude des propriétés électriques du silicium noir. S'il s'avère que ce dernier possède effectivement des qualités hors du commun, il restera à adapter sa production à l'échelle industrielle. L'énergie solaire pourrait alors devenir un concurrent sérieux des autres sources d'énergie, dans le respect de l'environnement.
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