L'Allemagne développe des modules photovoltaïques organiques semi-transparents avec un rendement de 9,26 %

fr.wedoany.com Rapport : L'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire (Fraunhofer ISE) et l'Université de Fribourg ont présenté les résultats de leurs recherches sur des modules photovoltaïques organiques semi-transparents. L'équipe de recherche a fabriqué, à l'aide de procédés adaptés à la production à grande échelle, des modules organiques d'une taille de 14,5 cm × 14,5 cm, soit une superficie d'environ 210 cm², avec une transparence moyenne de 43,2 % et un rendement de conversion photovoltaïque maximal de 9,26 %. Les résultats de ces travaux ont été publiés dans la revue « Joule ».

L'équipe de recherche a combiné la pulvérisation cathodique (sputtering) et l'enduction par fente (slot-die coating) pour la fabrication des modules, deux procédés qui disposent déjà d'une base industrielle et peuvent être étendus à des modules de plus grande surface. La couche active photovoltaïque a été préparée par enduction par fente, en utilisant un système de solvants non halogénés, réduisant ainsi la dépendance aux solvants spéciaux et aux méthodes de dépôt de laboratoire lors du passage de dispositifs de petite surface en laboratoire à des procédés de production continus et de grande surface.

Les modules semi-transparents fabriqués au cours de l'étude ont atteint une transmission de la lumière visible maximale d'environ 50 %. L'efficacité d'utilisation de la lumière (LUE) maximale indiquée dans l'article est d'environ 4 %, une mesure utilisée pour évaluer simultanément l'efficacité de production d'électricité et la transmission de la lumière visible des dispositifs. En ajustant la couche d'absorption en semi-conducteur organique et les électrodes transparentes, l'équipe a permis aux modules d'absorber principalement le rayonnement proche infrarouge tout en conservant une proportion élevée de transmission de la lumière visible.

Outre les modules rigides, l'équipe a également validé la même voie de fabrication sur des substrats flexibles. Les modules flexibles ont subi 1275 cycles de flexion autour d'une tige de test d'un diamètre d'environ 15 mm sans aucune dégradation de performance observée. Les chercheurs ont également utilisé l'imagerie thermique verrouillée en phase et l'imagerie par électroluminescence pour examiner les courts-circuits localisés et les défauts générés lors de l'augmentation de l'échelle de fabrication, afin de localiser les zones affectant l'uniformité des performances des modules de grande surface.

Le Fraunhofer ISE positionne clairement cette technologie pour des applications nécessitant une transmission de la lumière, telles que le photovoltaïque intégré au bâtiment et l'agrivoltaïsme. Les résultats actuellement publiés relèvent encore de la phase de développement des modules et de validation des procédés de fabrication ; aucune information n'a encore été divulguée concernant les lignes de production commerciales, les capacités de production, les délais de production en série ou les certifications de produits.