Le Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) annonce une avancée majeure dans le domaine du photovoltaïque avec le développement de deux modules solaires en configuration tandem établissant de nouveaux records d’efficacité. Cette percée confirme le potentiel des architectures multijonctions pour dépasser les limites des cellules photovoltaïques conventionnelles et ouvre des perspectives importantes pour les applications nécessitant une forte densité de puissance.
Les chercheurs ont mis au point un premier module tandem associant des cellules III-V sur substrat germanium, intégrant des structures antireflet optimisées. Ce module atteint une efficacité de 34,2 %, ce qui en fait le module solaire le plus performant jamais réalisé à ce jour. Un second module, combinant des cellules III-V avec des cellules à base de silicium, affiche une efficacité de 31,3 %. Cette seconde configuration présente l’avantage d’être plus proche des standards industriels actuels.
Une technologie tandem qui repousse les limites du silicium
Ces performances dépassent nettement la limite théorique des cellules en silicium monocristallin, située autour de 29,4 %. Les technologies tandem consistent à superposer deux cellules optimisées pour différentes parties du spectre solaire. Chaque couche absorbe une portion spécifique de la lumière, ce qui permet de réduire les pertes énergétiques et d’augmenter le rendement global.
Dans les modules développés par le Fraunhofer ISE, l’association de matériaux III-V à haute performance et de substrats en germanium ou en silicium permet de conjuguer efficacité élevée et compatibilité avec des procédés industriels plus largement maîtrisés. Cette approche rapproche des niveaux de performance historiquement réservés aux applications spatiales d’un cadre potentiellement transposable à des marchés terrestres.
Vers des applications à forte densité énergétique
Selon les responsables scientifiques du projet, ces avancées sont particulièrement pertinentes pour les installations où l’espace disponible est limité ou lorsque des rendements élevés sont indispensables. Cela concerne notamment l’intégration photovoltaïque au bâti, certaines applications industrielles spécifiques ou des systèmes nécessitant une puissance importante sur une surface restreinte.
Les résultats obtenus reposent sur l’optimisation des procédés de dépôt des matériaux semi-conducteurs et sur l’amélioration des structures de surface visant à limiter les pertes par réflexion. Cette collaboration étroite entre recherche et partenaires industriels marque une étape importante vers l’industrialisation de modules à très haute efficacité.
Au-delà du record atteint, ces travaux renforcent la perspective d’une nouvelle génération de panneaux solaires à haute densité énergétique. Dans un contexte de transition énergétique accélérée et de pression croissante sur l’utilisation des surfaces, les technologies tandem pourraient contribuer à réduire le coût du kilowattheure solaire en maximisant la production par mètre carré. Le Fraunhofer ISE poursuit désormais ses recherches pour améliorer encore la stabilité, la durabilité et la compétitivité économique de ces modules en vue d’une mise sur le marché à plus grande échelle.
