30/06/2011 - CISG - Fabrication de cellules solaires par impression d'encre

Menéame

Un groupe d’ingénieurs de l’Université d’Oregon aux États-Unis a développé une technologie qui permet de construire des cellules solaires à l’aide d’un système similaire à celui utilisé dans les imprimantes à injection d’encre. Le système, appelé CISG (en cuivre, en Indien, en gallium et en ce qui concerne le croûton), représente une avancée technique qui permettra de réduire de 90% la production de déchets tout en transformant les cellules solaires en dispositifs plus économiques et plus efficaces. Les ingénieurs qui ont participé à ce développement ont déjà commencé les démarches pour obtenir un brevet sur le même.

Ces dernières années, les impressions d’encre, largement diffusées dans le cadre du ménage et des bureaux, pourraient devenir un nouvel élément de dynamisation de l’énergie solaire. C’est ce qu’indique un travail réalisé par des spécialistes de l’Université d’Oregon des États-Unis, qui ont réussi à développer des cellules solaires à faible coût, à haut rendement et à faible impact sur l’environnement grâce à cette technologie d’impression.

Le groupe d’ingénieurs américains affirme que le gaspillage de matières premières dans ces dispositifs est réduit de 90% par rapport aux cellules solaires traditionnelles, apportant ainsi un avantage écologique considérable. En même temps, la méthode permet de réduire sensiblement le coût de production des cellules solaires.

Dans le même ordre d’idées, les spécialistes soulignent que les nouvelles cellules solaires à film fin pourraient être produites à un coût ultra bas, en moins de temps de production que les dispositifs actuels et en garantissant des performances élevées. En conséquence, son application dans l’industrie des énergies renouvelables pourrait avoir un impact considérable.

Bien qu’il soit encore nécessaire d’élargir les recherches pour accroître l’efficacité des cellules, le travail pourrait conduire à une nouvelle génération de dispositifs solaires. Il existe déjà un brevet en cours d’élaboration sur cette question, qui a été diffusé dans un communiqué de presse de l’Oregon State University et dans un article publié récemment dans le média spécialisé Solar Energy Materials and Solar Cells.

Réduction des déchets

Selon Chih-Hung Chang, professeur à l’Oregon State University et l’un des responsables de la recherche, cette avancée est très prometteuse, et pourrait marquer un avant et un après-scène de l’énergie solaire. Chang a souligné qu’à ce jour, il n’avait pas été possible de produire des dispositifs solaires de ce type à l’aide d’une technologie d’injection d’encre.

L’avantage le plus important de cette approche est peut-être qu’elle réduit considérablement le volume des déchets de matériaux, un aspect important en termes d’économie et d’efficacité environnementale. Il convient de rappeler que certains des matériaux que l’on cherche à intégrer dans les cellules solaires les plus avancées, comme l’Indien, sont relativement chers.

Ainsi, la perte de ces matériaux entraîne une augmentation économique importante, tandis que la nouvelle méthode d’injection d’encre élimine pratiquement la production de déchets, condition très avantageuse également du point de vue de l’efficacité environnementale et de la durabilité des processus.

L’un des développements les plus prometteurs dans le cadre de l’approche définie dans cette étude est les dispositifs de calcopyrite, un matériau avec une efficacité extraordinaire en termes d’énergie solaire. Par exemple, une couche d’un ou deux microns d’épaisseur de calcopyrite a la capacité de capturer plus d’énergie solaire qu’une couche de 50 micrones d’épaisseur réalisée avec du silicium.

Recherche et applications futures

Dans leur recherche, les ingénieurs ont été en mesure de créer une encre qui peut imprimer sur des substrats de calcopyrite à travers la technologie d’injection d’encre, avec une efficacité de conversion d’énergie d’environ 5%. Toutefois, l’efficacité peut encore être améliorée.

Selon les responsables de ce développement, si la recherche s’approfondisse, il sera possible d’atteindre une efficacité d’environ 12%, ce qui permettrait la production de cellules solaires commercialement viables. D’autre part, les ingénieurs étudient d’autres composés qui peuvent également être utilisés avec la technologie d’injection d’encre, à un prix encore plus bas.

Alors que certaines approches de la production de cellules solaires prennent beaucoup de temps pour le développement des produits, ou nécessitent des systèmes coûteux et comprennent des produits chimiques toxiques, la nouvelle génération de dispositifs solaires créés à partir de la technologie d’injection d’encre permettrait d’éliminer plusieurs de ces barrières.

En outre, non seulement une technologie solaire beaucoup plus économique et écologique serait mise au point, mais de nouvelles industries et possibilités d’emploi pourraient aussi être créées grâce à des initiatives de ce type dans différentes régions du monde. Si les coûts peuvent être réduits suffisamment et si d’autres obstacles sont surmontés, il pourrait même être possible de créer des cellules solaires sous cette technologie capables d’intégrer directement dans les plafonds des logements.

Source. http://oregonstate.edu/ua/ncs/node/14094

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