Dix scientifiques ont projeté les voies d'innovation pour les principales technologies de cellules photovoltaïques au cours des cinq prochaines années, dans un article en libre accès paru dans Cellule.
Bien que la capacité photovoltaïque installée dans le monde dépasse 1 térawatt (1,000 5 GW), la contribution de l'énergie solaire à la production mondiale d'électricité reste faible, selon les chercheurs, entre 6 et XNUMX %. Compte tenu du « besoin urgent » de déployer le photovoltaïque à une échelle de plusieurs térawatts au cours des deux prochaines décennies pour atténuer les émissions de gaz à effet de serre, « l’innovation des dispositifs photovoltaïques revêt une nouvelle urgence et un nouvel impact ».
La poursuite des recherches qui conduisent à « des progrès même relativement modestes » en matière d'efficacité, de fiabilité et d'efficacité de fabrication « auront des impacts futurs majeurs à l'échelle multi-TW », ont déclaré les chercheurs, notant que ces facteurs se combinent pour créer « une proposition de valeur de plus en plus convaincante » pour le photovoltaïque. la production d'énergie.
Alors que le photovoltaïque au silicium cristallin détenait une part de marché de 95 % en 2022, dans un « avenir à l’échelle du térawatt » avec « le photovoltaïque partout », plusieurs technologies pourraient être complémentaires ou combinées, ont-ils déclaré.
La technologie photovoltaïque au silicium connue sous le nom de TOPCon (contact passivant à l'oxyde de tunnel), avec une part de marché de 23 %, «vaincra» la production de photovoltaïques PERC (émetteur passivé et cellule arrière) d'ici 2025 et «est susceptible de devenir la technologie de choix pour fabrication de nouvelles cellules aux États-Unis », prédit l’article.
Les cellules photovoltaïques en silicium cristallin se rapprochent du rendement maximum théorique à jonction unique de 29.4 %, ont-ils déclaré.
Des recherches sont encore nécessaires, notent-ils, pour développer des contacts de passivation de zone sélective à haute température des deux côtés de la cellule photovoltaïque (« TOPCon avancé »), afin d'améliorer la transparence et la conductivité des contacts à technologie d'hétérojonction (HJT) (« HJT avancé »). ), et de combiner les dernières technologies HJT ou TOPCon avec une structure de contact arrière interdigité (IBC), « qui pourrait atteindre une efficacité pratique ultime de 28 % probablement dès 2025 ».
Pourtant, à mesure que la limite théorique se rapproche, « plusieurs nouveaux modes de dégradation, appelés dégradation induite par le porteur, et défauts métastables sont dévoilés », ont indiqué les chercheurs.
L’industrie « s’efforce de réduire ou d’éliminer » l’utilisation de matériaux rares tels que l’argent pour la formation des lignes de grille et l’indium utilisé dans les oxydes conducteurs transparents, affirment les auteurs. Plusieurs sociétés photovoltaïques et laboratoires de recherche ont annoncé la conception de cellules PV HJT avec une consommation réduite d'indium « ou même des cellules HJT sans indium ».
Source à partir de magazine pv
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