Des scientifiques de l'Université du Luxembourg et de la société d'électronique japonaise TDK font état de progrès dans la recherche photovoltaïque :ils ont amélioré un composant qui permettra aux cellules solaires d'utiliser plus d'énergie du soleil et ainsi de créer un courant plus élevé.
L'amélioration concerne un film d'oxyde conducteur qui a maintenant plus de transparence dans le domaine infrarouge. Des tentatives similaires avaient déjà été faites, mais c'est la première fois que ces films sont préparés par un processus en une seule étape et, à la fois, stable à l'air.
« Les films réalisés à l'Université du Luxembourg sont exposés à l'air depuis un an et demi et sont toujours aussi conducteurs que lorsqu'ils étaient fraîchement préparés », déclare le professeur Susanne Siebentritt, responsable du laboratoire de photovoltaïque à l'Université du Luxembourg. "C'est un résultat fantastique, non seulement pour les cellules solaires, mais aussi pour toute une gamme d'autres technologies", Elle ajoute. Les collaborateurs de cette étude étaient le Dr M. Hála, chercheur associé au laboratoire de photovoltaïque et Shohei Fujii et Yukari Inoue, des scientifiques invités de TDK.
Les oxydes conducteurs transparents sont utilisés dans tout appareil alliant électronique et lumière, comme les LED, cellules solaires, photodétecteurs ou encore écrans tactiles. Ils ont la particularité de combiner les propriétés des métaux, quels sont les meilleurs conducteurs électriques connus, avec celles des oxydes, qui sont généralement transparents mais non conducteurs, comme par exemple le verre. Dans les cellules solaires, le film doit être conducteur car il constitue l'électrode supérieure. En même temps, il doit être transparent pour que la lumière du soleil atteigne la couche en dessous, où se forme le courant.
Les oxydes formant ce film peuvent être rendus conducteurs en ajoutant volontairement des impuretés. L'oxyde de zinc additionné d'aluminium est un exemple largement utilisé. Dans ce cas, l'aluminium ajoute des électrons libres à l'oxyde de zinc qui sont responsables de la conductivité. Cependant, ces électrons libres absorbent également la lumière infrarouge. Cela signifie que moins d'énergie solaire peut passer.
L'équipe de l'Université du Luxembourg et TDK ont modifié le procédé de fabrication du film afin de rendre l'oxyde de zinc pur plus conducteur. "Notre équipe pluridisciplinaire, profiter de l'échange de connaissances entre les pays, eu l'idée d'ajouter un composant supplémentaire - un autre plasma gazeux - dans le processus dit de pulvérisation cathodique. Cela rend le matériau conducteur même sans aluminium », explique le professeur Siebentritt.
Cette méthode permet d'avoir des électrons libres en mouvement moins nombreux mais plus rapides. "Avec ce résultat, la conductivité est similaire à celle de l'aluminium, mais il permet une bien meilleure transparence dans la région infrarouge car moins d'électrons libres provoquent également moins d'absorption. Cela rend les cellules solaires plus efficaces", ajoute le Dr M. Hála. Les résultats sont maintenant publiés dans la revue respectée " Progrès dans le photovoltaïque ".
