Des panneaux solaires qui "accrochent" la lumière

Le Pr Shawn-Yu Lin, de l'institut polytechnique de Rensselaer à New York, a mis au point un revêtement anti-reflets qui pourrait améliorer considérablement le rendement des panneaux solaires.

Le rendement des panneaux solaires photovoltaïques – qui est aujourd’hui en moyenne de 17% – dépend de deux paramètres très importants :

L’inclinaison : plus les rayons du soleil sont perpendiculaires au panneau, plus ceux-ci bénéficieront d’énergie et produiront d’énergie électrique. C’est pourquoi on oriente les panneaux actuels de manière à bénéficier au mieux sur une année des rayons perpendiculaires.
L’intensité lumineuse : tous les pays et les régions ne sont pas égales en termes d’intensité lumineuse, c’est-à-dire de quantité de lumière et de temps d’ensoleillement présents dans une journée.

Mais la donne pourrait bientôt changer. L’institut polytechnique de Rensselaer à New York a découvert un revêtement anti-réflexion innovant permettant à une cellule de silicium (corps principal constituant les panneaux solaires) d’absorber 96% de l’énergie lumineuse comparé à 64 % auparavant. Cette cellule composée de 7 dépôts d’épaisseur absorbe l’ensemble du spectre lumineux allant de 400 à 1.600 nm, ce qui correspond aux UV jusqu’à des infra rouge proche. Cela est même possible quand les rayons lumineux ne frappent pas le panneau perpendiculairement. L’inclinaison précise des panneaux solaires par rapport au soleil ne joue plus un rôle déterminant sur le rendement. Cette technologie, mise au point par l’équipe du Pr de physique Shawn-Yu Lin, permettrait ainsi d’augmenter de plus de 20% les rendements.Comme le rapporte le site de Science Daily : « les revêtements antireflets classiques sont traités pour laisser transiter la lumière d’une longueur d’onde particulière. Le revêtement mis au point par Lin empile sept de ces couches, de telle façon que chaque couche accentue les propriétés anti-reflets de la couche située en dessous. Ces couches successives aident aussi à « courber le flux » de lumière selon un angle qui accroît les capacités anti-reflets. Cela signifie que chaque couche non seulement laisse transiter la lumière du soleil, mais aide aussi à capturer toute lumière qui aurait pu sinon être réfléchie par les couches en dessous.Les sept couches, chacune d’une épaisseur de 50 à 100 nanomètres, sont faites de micro-barres de dioxyde de silicone et de dioxyde de titanium placées en oblique les unes par rapport aux autres – chaque couche est un peu comme une forêt qui « capture » les rayons du soleil entre ses arbres. Les micro barres sont attachées à une base en silicone par un procédé de fixation chimique, et le Pr Lin a indiqué que le nouveau revêtement peut être fixé sur presque n’importe quel matériel photovoltaïque. »Cette évolution technologique qui privilégie le meilleur rapport efficacité/prix doit encore être adaptée afin d’être économiquement viable pour la production de nouveaux types de panneaux solaires. Au delà, elle permet de répondre plus efficacement au problème de l’inclinaison des panneaux solaires qui est un des critères législatifs changeant en fonction du pays et même des régions. Jérémy Goldyn est consultant indépendant en énergie. Lire son blog