Les scientifiques du National Renewable Energy Laboratory (NREL) aux Etats-Unis et du CSEM en Suisse ont établi ensemble un nouveau record du monde de rendement de conversion pour une cellule photovoltaïque à double jonction III-V/Si. Ce nouveau record a été certifié à 29,8 %. Il a été réalisé par l’empilement d’une cellule de phosphure d’indium et de gallium développée par le NREL et d’une cellule de silicium cristallin à hétérojonction réalisée par le CSEM. Les deux cellules ont été fabriquées séparément, puis assemblées par les scientifiques du NREL. Ce record CSEM-NREL a été publié dans la nouvelle version de «Solar cell efficiency tables». « Il s’agit d’un record pour cette catégorie de cellules tandem empilées » a déclaré David Young, chercheur principal au NREL. « La performance de tels dispositifs a permis de surmonter la limite théorique des 29,4 % [du rendement solaire-électricité] avec des cellules en silicium cristallin. »
Young est co-auteur de la publication « Realization of GaInP/Si dual-junction solar cells with 29.8% one-sun efficiency » qui présente en détail les étapes ayant permis de battre l’ancien record. Cette publication a été soumise pour parution dans la revue Journal of Photovoltaics de l’IEEE. La présentation faite par Stéphanie Essig, chercheuse post-doctorale au NREL, sur les « progrès réalisés pour parvenir à une efficacité de 30% avec des cellules solaires tandem GaInP/Si » (« Progress Towards a 30% Efficient GaInP/Si Tandem Solar Cell ») lors de la 5e Conférence technique internationale du photovoltaïque au silicium, qui s’est tenue en Allemagne en mars 2015, a attiré l’attention du CSEM.
« Nous sommes convaincus qu’aujourd’hui la technologie silicium à hétérojonction est la technologie silicium la plus prometteuse pour atteindre les meilleurs rendements pour des cellules solaires tandem », a indiqué Christophe Ballif, directeur du programme PV au sein du CSEM. « Le CSEM a noué un partenariat avec les scientifiques du NREL afin de prouver qu’un rendement de 30 % est possible en combinant des cellules en silicium à hétérojonction avec celles développées par le NREL », a expliqué Matthieu Despeisse, responsable des activités liées au silicium cristallin au CSEM.
Le développement d’un nouveau design pour la cellule solaire à double jonction ainsi que l’engagement du CSEM ont joué un rôle fondamental pour l’établissement de ce nouveau record. Par ailleurs, les résultats de cette première collaboration indiquent qu’un rendement supérieur à 31 % en associant les cellules du NREL à celles du CSEM est réalisable.
Le financement du projet est assuré par « the Office of Energy Efficiency and Renewable Energy’s Sunshot initiative » ainsi que par la Confédération Suisse et le programme Nano-Tera.
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