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Vers une conversion de la totalité du rayonnement solaire en énergie électrique

Des chercheurs du MIT ont mis au point une nouvelle technologie, permettant de maximiser le rendement des cellules solaires grâce au couplage thermique et photovoltaïque. Cette technologie dite "thermophotovoltaïque" pourrait permettre d'atteindre un rendement de conversion de 80 %.

Cette technique permet de combiner les avantages du solaire photovoltaïque et du solaire thermique. Par rapport à une cellule classique au silicium, le dispositif mis au point par le MIT intègre un convertisseur intermédiaire qui capte le rayonnement solaire, le convertit en chaleur et réémet un rayonnement vers la cellule photovoltaïque. Le convertisseur se compose d'un dispositif "absorbeur-émetteur" à deux couches, placé entre la lumière incidente et la cellule photovoltaïque.

La première couche est composée de nanotubes de carbone et peut capter la quasi-totalité du rayonnement solaire sous forme de chaleur. La seconde couche, qui recouvre la première, est faite de cristaux nanophotoniques ; elle peut atteindre l'incandescence par conduction et émettre un rayonnement dont l'intensité peut être modulable au-delà de la bande interdite du silicium. Ce nouveau type de convertisseur devrait permettre d'utiliser pleinement la totalité du spectre solaire et notamment les longueurs d'onde qui n'interagissent pas normalement avec le silicium.

Pour l'instant, le rendement obtenu en laboratoire est de l'ordre de 3 % mais son efficacité finale pourrait dépasser 80 %. Dans un premier temps, l'équipe du MIT pense pouvoir atteindre assez rapidement une efficacité de 20 %, un niveau suffisant pour envisager un développement commercial. La découverte a été saluée comme une avancée technologique majeure par la communauté scientifique internationale.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

MIT

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