1. Ingénierie des matériaux
* Nouveaux matériaux: L'utilisation de matériaux avec des interdictions plus larges (par exemple, la pérovskite, les points quantiques) peut augmenter la partie du spectre solaire qui peut être absorbée.
* doping: L'introduction d'impuretés dans le matériau semi-conducteur peut améliorer la conductivité et la charge de transport des transporteurs, conduisant à une efficacité plus élevée.
* nanostructures: Les matériaux d'ingénierie à l'échelle nanométrique peuvent augmenter la surface pour l'absorption de la lumière et améliorer l'efficacité de séparation des trous d'électrons.
2. Conception de cellules
* cellules multi-jonction: L'empilement de différents matériaux semi-conducteurs avec des bandes interdites variables permet l'absorption d'une gamme plus large de longueurs d'onde, entraînant une efficacité plus élevée.
* cellules tandem: La combinaison de différents types de cellules solaires (par exemple, le silicium et la pérovskite) peut augmenter l'efficacité en utilisant efficacement différentes longueurs d'onde.
* concentrateur photovoltaïque (CPV): L'utilisation de lentilles ou de miroirs pour concentrer la lumière du soleil sur des cellules plus petites et plus efficaces peut augmenter considérablement la puissance de sortie.
3. Modification de surface
* Revêtements anti-réfléchissants: La minimisation de la réflexion de la lumière du soleil en appliquant des revêtements anti-réfléchissants sur la surface cellulaire permet une plus grande absorption de la lumière.
* Texturation: La création de surfaces texturées peut disperser la lumière dans la cellule, augmentant la longueur du chemin et améliorant l'absorption de la lumière.
4. Techniques de fabrication
* Technologie à couches minces: La réduction de l'épaisseur de la couche de semi-conducteurs peut réduire les coûts des matériaux et améliorer l'efficacité.
* Production roul-to-roll: L'utilisation de techniques de fabrication continues à roulettes peut réduire considérablement les coûts de production et permettre un déploiement à grande échelle.
5. Contrôle environnemental
* Systèmes de refroidissement: La réduction de la température des cellules peut améliorer l'efficacité, car des températures plus élevées réduisent la durée de vie et l'efficacité des porteurs.
* Systèmes de suivi: L'orientation des panneaux solaires vers le soleil tout au long de la journée peut maximiser la production d'énergie.
6. Technologies avancées
* cellules solaires à points quantiques: En utilisant des points quantiques pour absorber et convertir la lumière du soleil plus efficacement.
* cellules solaires sensibilisées au colorant: L'utilisation de molécules de colorant pour absorber la lumière et générer des électrons de manière plus efficace.
* cellules solaires organiques: Utilisation de matériaux organiques pour créer des cellules solaires avec un potentiel de flexibilité et une production à faible coût.
Il est important de noter qu'il n'y a pas de «meilleure» approche pour améliorer l'efficacité des cellules solaires. La méthode optimale dépendra de facteurs tels que le coût, la disponibilité des matériaux et l'application. Les recherches et le développement continus sont cruciaux pour améliorer encore les performances des cellules solaires et faire de l'énergie solaire une solution plus viable et rentable pour les besoins énergétiques mondiaux.
