Record de rendement 29% pour des cellules solaires à faible coût

David Dornbusch/ mars 22, 2019/ Vertsun actualité

Par Cleantechnica. Une combinaison novatrice de matériaux de cellules solaires de haute qualité pour engins spatiaux et de lentilles à concentration de lumière perfectionnées a donné des panneaux solaires d’un rendement record de 29% qui pourraient être disponibles pour une utilisation générale sur les toits d’ici à 2022. L’essentiel de la commercialisation du micro-suivi optique planaire La technologie consistera en un processus de fabrication à la maîtrise des coûts, qui est la phase actuelle d’étude pour Insolight, le développeur de cellules.

Les cellules Insolight ont établi un record en laboratoire il y a deux ans, avec un rendement de 36%. Le système a depuis été normalisé pour une production en série avec un rendement de 29%, bien supérieur au rendement de 17% à 19% de ses concurrents pour les cellules au silicium standard, comme le confirment les tests de l’Institut de l’énergie solaire de l’Université technique de Madrid (IES). UPM), dit Insolight.

Ce résultat de laboratoire plus élevé suggère que si la version efficace à 29% de rendement peut être fabriquée à un coût suffisamment bas pour un usage commercial, alors l’efficacité pourrait être améliorée par la suite pour des niveaux d’efficacité beaucoup plus élevés.

Les panneaux Insolight commencent par des cellules solaires à prix élevé à base d’arséniure de gallium, qui se dégradent plus lentement que le silicium dans le rayonnement présent dans l’espace, explique Wikipedia. Les cellules solaires les plus efficaces actuellement en terme de rendement en production sont les cellules photovoltaïques à jonctions multiples qui combinent plusieurs couches d’arséniure de gallium, de phosphure d’indium et de gallium et de germanium pour capter davantage d’énergie du spectre solaire.

Les panneaux solaires des engins spatiaux utilisent des rectangles serrés de cellules solaires qui couvrent près de 100% de la surface visible des rayons solaires des panneaux solaires. Les panneaux solaires de toit commerciaux standard utilisent des cercles de cellules qui couvrent environ 90% des panneaux. Le panneau Insolight en utilise beaucoup moins, mais utilise un objectif à concentration qui concentre un large cercle de lumière sur une petite cellule.

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Grâce à la concentration optique, moins de 0,5% de la surface totale doit être recouverte de cellules pour atteindre des performances optimales. Cela permet d’utiliser des cellules solaires spatiales de haute efficacité pour le marché grand public. Le verre de protection du panneau intègre une grille de lentilles qui concentrent la lumière plusieurs centaines de fois, explique Insolight.

Une telle combinaison pourrait sembler prometteuse sans autre élaboration. Mais Insolight a également développé un réseau de cellules qui se déplace horizontalement de quelques millimètres chaque jour pour suivre le soleil. L’ensemble du système est enfermé dans un module mince, semblable aux panneaux solaires standard, qui protège les pièces mécaniques. Le produit d’Insolight a le même facteur de forme et la même apparence que les panneaux standard et peut facilement être monté dans les configurations standard de l’industrie, sur les toits ou sur le sol, indique la société.

Les modules Insolight ont également été testés pendant une année entière dans des conditions réelles sur une installation pilote de l’Institut suisse de technologie de Lausanne (EPFL) et ont résisté avec succès aux vagues de chaleur, aux conditions hivernales et aux tempêtes. Le concept Insolight a été testé pour la première fois sur un prototype de laboratoire par Fraunhofer ISE en 2016, établissant un record pour une technologie de toit. Insolight a été formé en 2015.

«Au cours des deux dernières années, notre équipe a transféré le produit d’un prototype de laboratoire sur un panneau solaire de taille standard, connecté au réseau et surveillé 24h / 24 et 7j / 7. Notre système a fait l’objet de nombreux tests et nous préparons actuellement une stratégie d’industrialisation pour la production à grande échelle », explique Mathieu Ackermann, CTO d’Insolight.

Afin d’accélérer son entrée sur le marché, Insolight discute actuellement avec plusieurs fabricants de systèmes solaires afin de concéder une licence d’utilisation de sa technologie. «Notre technologie implique quelques étapes d’assemblage supplémentaires, qui peuvent être ajoutées à la fin des lignes de production existantes, en tirant parti des capacités de production déjà en place», déclare Laurent Coulot, directeur général d’Insolight.

L’année dernière, Insolight a annoncé un financement initial réussi avec des investissements d’investiere.ch, de la Zürcher Kantonal Bank et d’un groupe de business angels privés. Par le passé, Insolight avait reçu un financement de la FIT (Fondation pour l’innovation technologique) et du Centre d’incubation des entreprises de l’ESA en Suisse (ESA BIC Switzerland). L’ESA est une initiative nationale lancée en 2016 et parrainée par l’Agence spatiale européenne (ESA) et l’ETH Zurich, une université de premier plan.

Selon un article de 2010 publié par Jason H. Karp, la technologie de micro-poursuite optique planaire implique la lumière solaire collectée par chacune des deux lentilles dans un réseau de lentilles bidimensionnel, couplé dans un guide d’onde plan commun, utilisant des caractéristiques localisées placées à chaque foyer de lentille. collaborateurs du Département de génie électrique et informatique de l’Université de Californie à San Diego. Cette géométrie donne un profil fin et plat pour les systèmes à concentration modérée, qui peut être fabriqué par la fabrication de rouleaux à faible coût, suggère Karp.