(Phys.org) - Des chercheurs du California Institute of Technology ont reçu une subvention de 2,4 millions de dollars de l'Agence américaine des projets de recherche avancée pour l'énergie (ARPA-E) pour étudier la faisabilité d'utiliser une nouvelle technique pour capter plus d'énergie de la lumière du soleil. La subvention est basée sur les travaux décrits par Harry Atwater et Albert Polman de Caltech dans un article qu'ils ont publié dans la revue Matériaux naturels .
La plupart des panneaux solaires utilisés aujourd'hui suivent une approche sandwich où des couches de semi-conducteurs photovoltaïques sont empilées - chacune est conçue pour obtenir le plus d'énergie à partir d'une plage de longueurs d'onde spécifique. Le problème avec cette approche est que la couche avec le courant le plus faible limite la quantité d'électricité qui peut être générée. À cause de ce, les niveaux d'efficacité des cellules solaires actuelles sont inférieurs à 20 pour cent. Pour contourner ce problème, Atwater et ses collègues suggèrent une approche alternative qui permet de séparer jusqu'à huit à dix des couleurs du spectre lumineux et de diriger chacune vers une cellule solaire conçue pour cette longueur d'onde particulière.
Les chercheurs suggèrent que la technologie impliquée dans la séparation et la direction de différentes longueurs d'onde de la lumière a évolué au point où il devrait maintenant être possible de créer des cellules solaires qui sont non seulement beaucoup plus efficaces - plus de 50 pour cent - mais sont tout aussi bon marché que celles qui sont vendu aujourd'hui. À titre d'exemple, ils notent les progrès réalisés avec les écrans plats, qui fonctionnent en dirigeant différentes longueurs d'onde de lumière dans de très petits appareils (de la taille d'un pixel).
Ils suggèrent qu'en utilisant des matériaux structurés avec précision pour trier la lumière du soleil en plusieurs longueurs d'onde différentes, il devrait être possible de diriger chacun vers un semi-conducteur qui a été réglé pour être le plus efficace pour cette longueur d'onde. Le résultat final devrait être l'absorption de plus d'énergie globale, permettant de produire plus d'électricité (et moins de chaleur) à partir de la même quantité de lumière solaire.
Leur idée n'est pas complètement nouvelle bien sûr, de nombreux centres de recherche ont créé des cellules solaires en utilisant des idées très similaires. Ce qui est nouveau, c'est l'idée que les progrès des nanomatériaux devraient permettre de produire en masse de telles cellules d'une manière qui les rende rentables - et c'est ce que l'équipe prévoit d'utiliser l'argent de la subvention pour découvrir.
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