Une cellule solaire à l'échelle nanométrique inspirée du câble coaxial offre une plus grande efficacité que n'importe quelle cellule solaire nanotechnologique à couche mince précédemment conçue en résolvant le défi "épais et mince" inhérent à la capture de la lumière et à l'extraction du courant pour l'énergie solaire, Rapport de chercheurs du Boston College dans l'édition en ligne actuelle de la revue Statut Physica Solidi .

La recherche d'une efficacité de conversion de puissance élevée dans la plupart des cellules solaires à couche mince a été entravée par des contraintes optiques et électroniques concurrentes. Une cellule doit être suffisamment épaisse pour capter une quantité suffisante de lumière, pourtant il doit être assez mince pour extraire le courant.

Les physiciens du Boston College ont trouvé un moyen de résoudre le défi "épais et mince" grâce à une architecture solaire à l'échelle nanométrique basée sur le câble coaxial, un concept de technologie radio qui remonte aux premières lignes de communication transatlantiques posées au milieu des années 1800.

« De nombreux groupes dans le monde travaillent sur des cellules solaires de type nanofil, la plupart utilisant des semi-conducteurs cristallins, " a déclaré le co-auteur Michael Naughton, professeur de physique au Boston College. "Cette architecture de cellules nanocoax, d'autre part, ne nécessite pas de matériaux cristallins, et offre donc la promesse d'une énergie solaire à moindre coût avec des absorbeurs ultrafins. Avec une optimisation continue, des efficacités au-delà de tout ce qui est atteint dans les architectures planaires conventionnelles peuvent être possibles, tout en utilisant de plus petites quantités de matériaux moins coûteux."

Optiquement, le nanocoax est suffisamment épais pour capter la lumière, pourtant son architecture le rend suffisamment fin pour permettre une extraction plus efficace du courant, les chercheurs rapportent dans les lettres de recherche rapide de PSS. Cela rend le nanocoax, inventé au Boston College en 2005 et breveté l'année dernière, une nouvelle plateforme à faible coût, énergie solaire à haut rendement.

Construit avec du silicium amorphe, les cellules nanocoax ont donné un rendement de conversion de puissance supérieur à 8 %, qui est plus élevé que n'importe quelle cellule solaire nanostructurée à couche mince à ce jour, l'équipe a rapporté.

La nature ultra-fine des cellules réduit l'effet de dégradation induit par la lumière Staebler-Wronski, un problème majeur avec les cellules solaires conventionnelles de ce type, selon l'équipe.