Des cellules solaires irrégulières pourraient générer jusqu'à 66 % d'énergie en plus et capter la lumière sous des angles plus larges

Des cellules solaires irrégulières pourraient générer jusqu'à 66 % d'énergie en plus et capter la lumière sous des angles plus larges
Table
  1. Méthodologie
  2. Résultats


L’efficacité des cellules solaires organiques pourrait connaître une augmentation significative grâce à l’incorporation de microstructures bombées à leur surface. Des recherches récentes indiquent que l’introduction de minuscules dômes pourrait améliorer l’efficacité de ces cellules jusqu’à deux tiers, tout en permettant de capturer la lumière sous des angles plus larges.

Les cellules solaires sont traditionnellement conçues avec des surfaces planes pour maximiser l’exposition directe au soleil. Cependant, cette configuration n'est optimale que dans une plage spécifique d'angles solaires, ce qui a conduit à incliner les panneaux entre 15 et 40 degrés pour profiter au maximum de la lumière du jour. Récemment, des scientifiques de l'Université Abdullah Gül de Turquie ont exploré de nouvelles formes de surface, notamment la conception de dômes hémisphériques, pour augmenter l'efficacité des cellules solaires organiques.

Méthodologie

L'équipe de recherche s'est concentrée sur les cellules photovoltaïques composées d'un polymère organique appelé P3HT:ICBA, qui agit comme une couche active, située sur une base d'aluminium et un substrat en PMMA, le tout recouvert d'une couche protectrice transparente d'oxyde d'indium et d'étain (ITO). Pour analyser l'impact des dômes hémisphériques sur l'efficacité, une analyse par éléments finis (FEA) 3D a été utilisée, qui permet de décomposer des systèmes complexes en éléments plus simples pour la simulation et l'analyse.

Résultats

Les modèles qui incorporaient des dômes sur leur surface ont montré des améliorations d'absorption lumineuse de 36% et 66%, selon la polarisation de la lumière. De plus, ces structures permettaient de capter la lumière sur une plage angulaire plus large, avec une couverture allant jusqu'à 82 degrés, par rapport aux surfaces planes.

Bien que les prototypes physiques de ces cellules solaires n'aient pas encore été développés, les résultats de simulation suggèrent un potentiel important d'amélioration de l'efficacité dans diverses applications. Cela inclut non seulement l’énergie solaire résidentielle, mais également les appareils portables et les conditions d’éclairage variables.

La proposition de cellules solaires avec des couches actives en forme de dôme hémisphérique présente une approche innovante pour surmonter les limites des configurations traditionnelles. Selon le professeur Dooyoung Hah, auteur de l'étude, cette technologie promet des avantages dans des domaines tels que les dispositifs biomédicaux, les fenêtres génératrices d'énergie, les serres, l'Internet des objets, entre autres.

Via Exploiter la lumière avec des coques hémisphériques (spie.org)

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