Des chercheurs ont trouvé une solution pour booster la productivité des panneaux solaires

Des chercheurs de l'Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), à Barcelone, affirment avoir trouvé une voie pour franchir un plafond théorique vieux de plus de soixante ans. Il concerne le rendement des cellules solaires à simple jonction.

Ces cellules équipent la grande majorité des panneaux commerciaux actuels. Le résultat reste pour l'instant au stade expérimental, mais il relance le débat sur les marges de progression du solaire.

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Une limite théorique posée en 1961

La limite de Shockley-Queisser fixe à 33,7 % la part maximale de lumière solaire qu'une cellule à simple jonction peut convertir en électricité. Cette valeur théorique est largement admise depuis sa formulation en 1961.

Dans la pratique, les panneaux d'aujourd'hui restent souvent sous les 25 % de rendement. Les causes sont multiples : contraintes physiques, matériaux utilisés en production de masse, réflexion de la lumière et ombrages éventuels. Atteindre le plafond théorique est déjà difficile.

Une cellule transformée en cavité optique

L'équipe dirigée par le professeur Jordi Martorell s'attaque à une perte précise. Une fois la lumière absorbée, la cellule réémet elle-même de la lumière dans toutes les directions, ce qui gaspille de l'énergie potentielle.

Les chercheurs ont donc conçu la cellule comme une cavité optique spécifique. Elle continue de recevoir le rayonnement solaire, mais offre une ouverture plus réduite par laquelle la lumière peut ressortir. Moins de photons s'échappent, davantage d'énergie reste exploitable.

Selon Francisco Bernal Texca, auteur de l'article de recherche, cette approche pourrait permettre d'approcher un rendement de 43 %. Il souligne aussi que la simplicité du design n'ajoute pas de complexité de fabrication, contrairement à de nombreuses pistes explorées pour dépasser la limite.

Un enjeu de coût et d'espace

Pour Jordi Martorell, viser de meilleurs rendements est essentiel. Ils se traduisent directement par un coût plus bas par watt et par un usage plus efficace des terrains et des matériaux nécessaires au déploiement du solaire.

Le chemin reste long avant de voir cette technologie sur les toits. La méthode n'a pas quitté le laboratoire, et rien n'indique à ce stade de calendrier pour une production à grande échelle.

Une piste à confirmer hors du laboratoire

Si l'approche tient ses promesses, elle pourrait modifier l'équation économique de l'énergie solaire sans bouleverser les chaînes de production. C'est l'argument central avancé par l'équipe espagnole.

Reste à voir si les rendements annoncés se confirmeront sur des cellules réelles, puis dans des panneaux commerciaux. D'ici là, le plafond de 33,7 % demeure la référence pour les cellules à simple jonction vendues aujourd'hui.

Source : BGR