Il reste enfin une dernière question : peut-on escompter des progrès dans le rendement des cellules solaires ? Le rendement des cellules au silicium, le semi-conducteur le plus utilisé, est aujourd’hui au maximum de 25%, en utilisant des concentrateurs optiques pour le rayonnement solaire.
En cause, notamment, un coût de revient encore trop important, les problèmes de fiabilité et d’espérance de vie posées par les cellules photovoltaïques et l’intermittence de l’énergie solaire. Le solaire photovoltaïque dans la production d’électricité en France et dans le monde en 2019 :
Elles équipent principalement les montres et les calculettes « solaires ». Le silicium de ces cellules bénéficie d’un traitement par dépôts sous vide de différents gaz. Ces cellules photovoltaïques en silicium amorphe peuvent générer de l’électricité même avec un éclairage faible ou diffus, y compris sous éclairage artificiel.
Actuellement, les meilleures cellules photovoltaïques disponibles sur le marché affichent des rendements de l’ordre de 25 % (contre 5 % seulement pour les cellules les moins productives). Ce sont les cellules photovoltaïques les moins chères à fabriquer. Elles équipent principalement les montres et les calculettes « solaires ».
Le fonctionnement d’une cellule photovoltaïque est relativement simple. Un semi-conducteur présentant une face négative et une face positive, du silicium par exemple, est exposé à la lumière. En percutant les atomes de silicium, les photons mettent en mouvement des électrons qui se déplacent dans des directions différentes selon leur charge.
Associées à un système de concentration de la chaleur, des cellules thermophotovoltaïques pourraient ainsi résoudre, au moins en partie, le problème de l’intermittence des panneaux solaires. C’est le projet ambitieux auquel s’est attelée une équipe de chercheurs du MIT en 2017 sans pour autant parvenir à développer, à ce jour, un usage commercial.
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