Des cellules photovoltaïques venues de l’espace

Depuis longtemps, la production d’énergie photovoltaïque s’inspire des technologies employées dans le domaine spatial. Aujourd’hui, les satellites et autres microsatellites utilisés pour les missions scientifiques sont équipés, soit de cellules solaires au silicium monocristallin – c’est le cas par exemple d’Eutelsat 3B –, soit de cellules triple jonction, choisies pour les futurs programmes tels que Juice et ExoMars. Ces dernières ouvrent de nouvelles perspectives à l’énergie photovoltaïque. Et voici pourquoi.

Une nouvelle technologie pour le photovoltaïque

Une cellule triple jonction, ou multijonctions, est en fait composée de trois types de cellules disposées en couches qui vont capter les différentes longueurs d’onde des rayons solaires : les ondes courtes, les ondes moyennes et le rayonnement infrarouge. Ainsi, une seule cellule absorbe une plus grande quantité de lumière.

Aujourd’hui, ce type de cellules se développe dans les centrales de dernière génération, basées sur la technologie CPV ou énergie solaire photovoltaïque à concentration. Celle-ci, outre les cellules triple jonction, se distingue aussi par l’utilisation de l’optique, qui permet de concentrer les rayons du soleil sur une petite zone. C’est le cas des lentilles de Fresnel, avec lesquelles une absorption de la lumière 500 fois plus importante est annoncée.

Des cellules deux fois plus efficaces

L’efficacité d’une cellule photovoltaïque se mesure à son rendement, c’est-à-dire au rapport entre l’énergie produite et l’énergie lumineuse captée. On parle de « puissance crête », ou rendement initial, lorsque le rendement a été mesuré dans des conditions de tests standard, appelées STC (Standard Test Conditions).

Un rendement de 10% correspond à 135 W/m². Or, si les cellules photovoltaïques en silicium affichaient au début des années 2000 un rendement de 12 ou 13%, il est passé à 20% grâce à un nouveau matériau semi-conducteur, l’arséniure de gallium. Aujourd’hui les cellules multijonctions portent ce rendement à 30%. Demain, il pourrait dépasser les 44%, un résultat d’ores et déjà obtenu en laboratoire.

Meilleurs rendements, superficies plus petites

Ainsi, l’énergie du futur passe-t-elle par ces nouvelles cellules photovoltaïques capables d’un rendement deux fois plus important que les cellules classiques, et ce sur des surfaces moindres : la taille d’une cellule multijonctions en CPV se mesure en millimètres carrés.

Il est dès lors aisé d’en comprendre tout l’intérêt, d’une part pour la production d’énergie électrique, d’autre part pour l’impact environnemental et visuel.

Source : EDF Pulse

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