Des scientifiques de l'Université ITMO ont suggéré un nouveau revêtement de cellule solaire qui combine les caractéristiques d'une électrode et celles d'une structure de piégeage de la lumière. Le revêtement a permis aux chercheurs de réduire la lumière réfléchie et d'éviter la surchauffe des cellules solaires, augmentant ainsi son efficacité globale de 20 pour cent. De plus, la méthode suggérée peut être intéressante pour les applications industrielles en raison de son coût relativement bas et de sa simplicité. Les résultats de la recherche ont été publiés dans Lettres d'optique .

Toute une gamme de matériaux peut être utilisée aujourd'hui pour la production de cellules solaires. Cellules solaires à base de silicium amorphe, par exemple, sont essentiellement des films transparents minces qui peuvent être appliqués sur n'importe quelle surface, y compris les vitres. Lorsqu'il s'agit de fabriquer des cellules solaires, il est crucial de trouver des moyens de diminuer la réflexion de la lumière des cellules et d'éviter la surchauffe des électrodes transparentes, ce qui empêche les cellules solaires de fonctionner correctement. Un autre enjeu clé est d'optimiser l'épaisseur d'une couche active afin que chaque photon atteignant la cellule solaire soit converti en électricité.

Maintenant, Des scientifiques de l'Université ITMO ont mis au point une nouvelle façon de résoudre ces problèmes en plaçant des particules de silice à l'intérieur de l'électrode supérieure. La structure résultante a fonctionné comme une électrode ainsi qu'une couche de piégeage de la lumière concentrant la lumière sur la cellule solaire. "Pour créer de telles structures à la surface d'une cellule solaire, nous utilisons la méthode de dépôt en couche atomique d'oxyde de zinc alumine. Nous construisons littéralement ces électrodes atome par atome, " explique Mikhaïl Omelianovich, auteur principal de l'article. "Par conséquent, l'efficacité globale des cellules solaires est améliorée de 20 pour cent. De plus, une telle électrode peut être utilisée pour des cellules solaires minces composées de n'importe quel matériau au-delà du silicium amorphe."

Il a fallu plusieurs années à l'équipe pour développer une méthode de fabrication de cellules solaires abordable qui plairait à l'industrie. "Il y a trois ans, nous avons essayé de couvrir la surface des cellules avec des microsphères. Malgré une amélioration significative de l'absorption de la lumière, l'inconvénient majeur était un taux de réflectance élevé. Nous avons envisagé de retirer la partie supérieure des microsphères afin de créer quelque chose de similaire à une lentille qui focaliserait la lumière sur la cellule solaire. Cependant, en travaillant sur la réalisation pratique de cette idée, nous avons trouvé une bien meilleure structure. Dans l'ensemble, la solution finale a dépassé nos attentes basées sur des calculs théoriques, " dit Mikhaïl.

Selon les auteurs, la fabrication de cellules solaires avec de tels revêtements de surface ne nécessite pas de technologie complexe et le processus peut être facilement adapté à une production de masse.