Les panneaux solaires ultrafins pourraient potentiellement révolutionner les énergies renouvelables. Bien moins épais que les panneaux actuels, ils nécessitent beaucoup moins de matériaux pour leur construction, ce qui en réduit le coût, et permet aux industriels de les intégrer plus facilement sur de nombreuses surfaces.

Toutefois, un de leurs principaux défauts est un rendement plus faible. Les cellules photovoltaïques plus fines absorbent moins de lumière, et une partie de l’énergie s’échappe à l’arrière. Pour résoudre ce problème, des chercheurs du Laboratoire international ibérique de nanotechnologie ont eu l’idée d’utiliser de l’or pour créer une couche réfléchissante sous la cellule photovoltaïque. Dans un article publié dans la revue Solar RRL, ils indiquent avoir augmenté le rendement de cellules photovoltaïques ultrafines de type ACIGS ((Ag,Cu)(In,Ga)Se₂) de 1,5 point de pourcentage.

En intégrant une couche d’or avec ces nanostructures en forme de T, la lumière est réfléchie et traverse une seconde fois les cellules photovoltaïques. © André Violas, INL

Une nanostructure en or

Pour y parvenir, les chercheurs ont mis au point un « miroir nanostructuré », une fine couche d’or de 25 nanomètres d’épaisseur, recouverte d’une nanostructure, un motif en forme de T. Elle est ensuite encapsulée avec de l’oxyde d’aluminium. Ce dispositif permet de réfléchir la lumière pour qu’elle retraverse la cellule photovoltaïque, et de réduire les pertes énergétiques à l’arrière. « Cela fonctionne en assurant une passivation de l’interface », précise Pedro Salomé, l’un des chercheurs.

Ils ont obtenu cette structure grâce à la lithographie par nano-impression en une étape, un procédé de fabrication bien moins coûteux, plus simple et plus rapide que ceux habituellement utilisés pour créer ce type de nanostructure. Cette avancée pourrait permettre de fabriquer ces panneaux solaires ultrafins à grande échelle, compatibles avec des surfaces flexibles ou incurvées. Ils pourraient ainsi être plus facilement intégrés sur des véhicules, des bâtiments ou des appareils mobiles.