L'encre nanofil d'une startup améliore l'efficacité des cellules solaires

L'encre remplie de semi-conducteurs microscopiques appelés nanofils pourrait rendre l'énergie solaire moins chère en augmentant l'efficacité des panneaux solaires de 25 %, sans augmenter les coûts de fabrication, selon Sol Voltaïque , une startup qui a levé 11 millions de dollars, et qui a annoncé cette semaine son intention de commercialiser l'encre.

Encre nano : Un rendu de nanofils qui pourrait augmenter les performances des cellules solaires.

L'encre est basée sur deux avancées de l'Université de Lund en Suède. Professeur Lars Samuelson a démontré que les nanofils peuvent améliorer l'efficacité des cellules solaires, et il a développé une nouvelle façon de fabriquer des nanofils qui pourraient les rendre pratiques à utiliser.

L'augmentation de l'efficacité des cellules solaires est l'un des moyens les plus efficaces de réduire le coût de l'énergie solaire, car elle peut réduire le coût par watt des panneaux solaires ainsi que les coûts d'installation, car moins de panneaux solaires seraient nécessaires (voir Alta Devices: Finding une solution solaire).

Sol Voltaics, basé à Lund, en Suède, prévoit de développer un équipement pour produire de l'encre à nanofils, puis de le vendre aux fabricants existants. L'encre devrait augmenter l'efficacité en aidant les cellules solaires à absorber plus de lumière du soleil.

Les recherches sur la fabrication de nanofils pour le solaire photovoltaïque se poursuivent depuis des années, mais la fabrication de nanofils n'a jamais été réalisée de manière économique (voir Les nanofils aspirent la lumière autour d'eux et Comment doubler la puissance des panneaux solaires). Les nanofils sont généralement cultivés sur un substrat dans un processus par lots trop coûteux pour une production à grande échelle.

L'équipe de l'université de Lund dirigée par Samuelson a développé une méthode alternative qui supprime le substrat. Il commence par vaporiser de l'or pour produire des nanoparticules d'aérosol, qui s'écoulent dans un four en forme de tube avec deux autres gaz. L'or sert de graine qui catalyse une réaction avec les gaz pour former des nanofils d'arséniure de gallium. Dans un papier Publié dans La nature En décembre dernier, les chercheurs de Lund ont déclaré que le processus, appelé aérotaxie, peut faire croître les nanofils d'arséniure de gallium 20 à 1 000 plus rapidement que les méthodes de dépôt par lots. En contrôlant la température et le temps de réaction, ils peuvent contrôler les dimensions des nanofils, ce qui est essentiel pour optimiser leurs performances pour les cellules solaires.

Brian Korgel, professeur de génie chimique à l'Université du Texas, affirme que l'aérotaxie a le potentiel d'être étendue à un processus continu. Faire de gros volumes permettrait de surmonter l'un des plus grands défis techniques dans l'intensification de la production de nanofils en phase gazeuse, dit-il.

Dans un document séparé en La science plus tôt cette année, les mêmes chercheurs de l'Université de Lund ont montré que des réseaux de ces nanofils fabriqués avec la méthode d'aérotaxie amélioraient l'efficacité des cellules solaires au phosphure d'indium de 13,8% en piégeant plus de lumière.

La prochaine étape pour Sol Voltaics est de démontrer que l'effet fonctionne également sur les cellules solaires au silicium, le type le plus courant, explique le PDG Dave Epstein. Après cela, il a l'intention de développer des équipements pour fabriquer les nanofils. Il estime que l'encre ajouterait un ou deux cents par watt aux coûts de production – il en coûte actuellement moins de 75 cents par watt pour fabriquer des panneaux solaires. Il ne faut qu'un gramme de nanofils pour couvrir un mètre carré d'un panneau solaire en silicium, ils n'ont donc besoin que d'une très petite quantité de matériau, dit-il.

Tout indique que même s'il y aura un coût supplémentaire, l'efficacité accrue l'emportera de loin sur le coût, déclare Alf Bjørseth, fondateur de REC Solar et investisseur dans Sol Voltaics.

Si l'approche nanofil-encre-sur-silicium est efficace, la société prévoit de commencer la production à petite échelle en 2015. Elle prévoit avoir besoin de 50 millions de dollars, bien moins qu'une usine solaire à grande échelle, pour produire à l'échelle commerciale, car vendre uniquement un produit complémentaire.

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