[Solaire] photovoltaique sans Silicium

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 04 déc. 2014, 12:09

Une cellule solaire atteint 46% d'efficacité (record)

04 Dec 2014 enerzine

Une cellule solaire à multi-jonctions convertissant 46% du rayonnement solaire en électricité a été développée par Soitec et le CEA-Leti en France, et l'Institut Fraunhofer pour les Systèmes Energétiques Solaires (ISE) en Allemagne.

C'est donc un nouveau record du monde qui vient d'être établi pour la conversion directe de la lumière du soleil en électricité.

Les cellules à multi-jonctions sont utilisées au cœur des systèmes photovoltaïques à concentration (CPV) pour produire une électricité à un coût compétitif, dans de grandes centrales solaires installées dans les régions qui bénéficient d'un ensoleillement direct élevé. L'atteinte d'un nouveau record un an après celui précédemment annoncé par ces partenaires français et allemands en septembre 2013 confirme la forte compétitivité de la recherche et de l'industrie photovoltaïques européennes.

Les cellules solaires à multi-jonctions sont basées sur des matériaux semi-conducteurs composés III-V. La cellule détenant le record mondial est une cellule à quatre jonctions, dont chaque sous-cellule convertit précisément un quart des photons entrant dans une plage de longueur d'onde comprise entre 300 et 1750 nm du courant électrique. Dans le cas du photovoltaïque à concentration, une lentille de Fresnel concentre la lumière du soleil sur cette cellule de très petite taille. L'efficacité record de 46,0% a été mesurée à un facteur de concentration de 508 soleils. Elle a été validée par l'institut japonais AIST (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology), l'un des principaux centres indépendants de vérification des performances des cellules solaires, dans des conditions de test standard.

L'un des principaux défis à résoudre était d'atteindre une répartition exacte des photons dans les quatre sous-cellules. Cela était rendu possible grâce à un réglage précis de la composition et de l'épaisseur de chaque couche à l'intérieur de la structure cellulaire. « Il s'agit d'une étape majeure de notre collaboration franco-germanique. Nous sommes extrêmement satisfaits de voir que notre résultat d'une efficacité de 46% est à présent confirmé de manière indépendante par AIST au Japon » a expliqué le Dr. Frank Dimroth, chef de projet pour le développement de la cellule à l'Institut Fraunhofer pour les Systèmes Energétiques Solaires (ISE). « Le CPV est aujourd'hui la technologie solaire la plus efficace et la mieux adaptée pour tous les pays à fort taux d'ensoleillement direct ».

Jocelyne Wasselin, Vice-présidente chargée du développement produit des cellules solaires chez Soitec, a indiqué : « Nous sommes très fiers de ce nouveau record. Cela confirme que nous avons fait le bon choix technologique en décidant de développer cette cellule solaire à quatre jonctions, et cela démontre clairement notre capacité à atteindre, dans un avenir proche, la barre de 50 % d'efficacité ».

Elle conclut : « Pour produire cette nouvelle génération de cellules, nous avons déjà installé une ligne en France, qui met en œuvre nos technologies de liaison et de transfert de couches et emploie déjà plus de 25 ingénieurs et techniciens. Je suis convaincue que la coopération avec nos partenaires français et allemands permettra d'améliorer encore l'efficacité et la compétitivité de la technologie CPV. Nous remercions l'Ademe pour le soutien aux efforts de recherche dans le cadre des Investissements d'Avenir ».
http://www.enerzine.com/1/17920+une-cel ... cord+.html

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 06 mai 2015, 12:59

Des modules - commerciaux - CIGS atteignent une efficacité record de 16,5%

06 Mai 2015 enerzine

TSMC Solar a annoncé que l'organisme d'homologation TUV SUD avait confirmé que son dernier module phare C2 de taille commerciale (1,09 m2) de la gamme CIGS avait atteint une efficacité de 16,5 % sur la surface totale du module.
Ceci améliore le précédent record de 15,7 % établi par TSMC Solar en 2013.


Le module a été produit par les équipements de fabrication et les matériaux dont la société dispose actuellement dans son usine de fabrication de Taichung, à Taïwan.

« Nous continuons à prouver nos capacités à développer des améliorations de procédés qui battent des records dans les modules de grande taille. Grâce à l'association des innovations passées et de la production en série, l'efficacité de notre ligne de production actuelle a progressé pour atteindre une efficacité moyenne des modules de 14,7 % », a déclaré Chia-Hsiang Chen, président de TSMC Solar.

TSMC Solar a également annoncé la sortie de son nouveau modèle de module C2 HV de la série TS-CIGS, dont la puissance nominale s'échelonne entre 150 W et 165 W. Certifiés par l'organisme américain UL pour une exploitation de systèmes de 1.000 volts, ces modules ont été conçus comme des modules bi-verre et font l'objet de tests d'électroluminescence 100 % de qualité (EL).

« Nos modèles de modules C2 HV, exempts de droits de douane, sont conçus pour le marché des mégawatts d'Amérique du Nord, et ils offrent un haut rendement énergétique, de faibles coûts de systèmes et une grande fiabilité », a conclu Marc Spaulding, vice-président des ventes et du marketing de TSMC Solar Worldwide.
http://www.enerzine.com/1/18384+des-mod ... 5pct+.html

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 26 juin 2015, 12:59

Un module CPV atteint une efficacité record de 38,9%

25 Juin 2015 enerzine

Tirant profit de son expertise dans le domaine des matériaux semi-conducteurs, l'industriel Soitec a annoncé une nouvelle avancée dans son projet SmartCell qui porte sur le développement d'une cellule solaire à quatre jonctions.

Après avoir établi un record mondial d'efficacité en décembre 2014, la cellule à quatre jonctions SmartCell vient d'être intégrée avec succès dans un module photovoltaïque à concentration (CPV), permettant à ce dernier d'atteindre une conversion de 38,9% de l'énergie solaire en courant électrique. Cela représente une augmentation significative par rapport au record mondial précédemment atteint par des modules CPV.

"Si nous avons annoncé en début d'année le recentrage de Soitec sur son cœur de métier, la production de matériaux semi-conducteurs, nous avons également décidé de conserver les actifs relatifs au projet SmartCell parmi les activités relevant du domaine stratégique de l'entreprise. Ce projet nous ouvre en effet de nombreuses opportunités commerciales, dans différentes industries. Dans le cas présent, la SmartCell permet une nouvelle réduction du coût de l'énergie solaire, puisqu'elle peut être intégrée dans un module CPV doté d'un rendement record et qui peut être produit en masse. Ce projet démontre le leadership de Soitec dans le domaine des matériaux semi-conducteurs innovants et des technologies dédiées aux applications de haute performance. Il confirme notre capacité à réaliser de véritables ruptures technologiques. Je suis très fier des résultats exceptionnels obtenus par notre équipe" a déclaré Paul Boudre, Directeur Général de Soitec.

Les modules CPV utilisent des lentilles de Fresnel pour concentrer la lumière du soleil sur de petites cellules solaires multi-jonctions. Pour le nouveau record mondial atteint en termes de rendement de module, les SmartCells ont été intégrées dans un module CPV utilisant la même plateforme que les modules CPV déjà existants et conçus avec des cellules traditionnelles à trois jonctions. Les SmartCells ont démontré un excellent rendement de conversion, grâce à leurs quatre jonctions.

L'efficacité record au niveau du module a été mesurée en intérieur et en extérieur. Plus de 10.000 séries de données ont été enregistrées en extérieur. L'Institut Fraunhofer a effectué une analyse détaillée et a révélé un rendement du module de 38,9 pour cent ± 0,9 pour cent pour un ensoleillement direct de 1 000 W/m2 et une température de la cellule de 25 °C. La surface d'ouverture du module est de 812 cm2 et il utilise 36 lentilles, éléments optiques secondaires et SmartCells.

Avant son intégration dans un module CPV, la SmartCell en tant que telle avait précédemment établi un record mondial d'efficacité de 46,0%, annoncé le 1er décembre 2014. Développée par Soitec en coopération avec l'Institut Fraunhofer et le CEA-Leti, elle bénéficie de l'expertise en cellules solaires de ces laboratoires de pointe, conjuguée à la maîtrise des techniques Smart Cut™ et de liaison de couches de Soitec. Ces dernières permettent des combinaisons optimales de matériaux semi-conducteurs.

Les différentes avancées technologiques liées à la SmartCell ont été soutenues en Allemagne par les Ministères des Affaires Économiques et de l'Énergie et de l'Environnement (projet Magnus) et en France par le programme des Investissements d'avenir (projet Guépard géré par l'ADEME, l'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie).
http://www.enerzine.com/1/18541+un-modu ... 9pct+.html

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 02 mai 2016, 13:39

Le Californien Alta Devices réalise une cellule à double jonction GaAs / InGaP à 31.6 % de rendement !

Marché visé : les UAV (drones)

Solar efficiency record promises new opportunities in UAVs, IoT

April 28, 2016

Alta Devices (Sunnyvale, CA) has achieved a 31.6% solar energy efficiency record, which could drive changes in the fundamental economics of operating Unmanned Aerial Vehicles.


Alta believes that the combined thinness and flexibility of the solar cell design will help redefine how solar technology can be used. Alta’s solar technology is attracting interest in the UAV (unmanned aerial vehicle) market. The increased power-to-weight ratio of Alta’s technology enables different possibilities for an aircraft using the solar cell technology compared with any of the other solar power options.

As an example, on a typical HALE (high altitude long endurance) UAV aircraft, Alta’s solar material requires less than half of the surface area and weighs one-fourth as much while providing the same amount of power as competing thin film technologies. These savings open UAV designers to a variety of alternative design options.

Additional batteries can be installed on the vehicle, providing longer operational life spans and flight times than originally considered. Alternatively, payload functionality can be tailored for higher speed or longer distance wireless communications. Either of these design optimizations translate into a considerable increase in economic value to the aircraft operator.

“Our goal has always been to enable solar power to be useful in configurations and applications that have never before been possible,” explained Rich Kapusta, Alta Devices Chief Marketing Officer. “The UAV application is an important example of how this happens.”

Alta Devices also provides solar technology for a variety of other applications including wearable devices and the Internet of Things (IoT) in order to eliminate the need for battery replacement or recharging.

Solar efficiency is measured and certified by the US Energy Department’s NREL National Renewable Energy Laboratory (NREL). According NREL’s testing, Alta Device’s new dual-junction solar cell is the world’s most efficient 1-sun cell at 31.6% efficiency which marks the seventh overall solar efficiency record that Alta Device has set since 2010.

Alta has achieved the efficiency rating by modifying the company's basic 'single-junction' gallium arsenide (GaAs) material. The company’s dual junction technology builds on the basic GaAs approach, but implements a second junction (or layer) with Indium Gallium Phosphide (InGaP). Because InGaP uses high-energy photons more efficiently, the new dual-junction cell generates more electricity from the same amount of light than a single-junction device. With the design Alta claims to currently hold both the dual-junction and single-junction records at 31.6% and 28.8% respectively.

Image

http://www.altadevices.com
http://www.smart2zero.com/news/solar-ef ... s-uavs-iot

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 17 mai 2016, 19:11

Je ne connaissais pas cette techno :
Record d'efficacité pour des cellules photovoltaïques au CZTS

Industrie & Technologies 06 Mai 2016

Les cellules photovoltaïques CZTS (cuivre-zinc étain soufre) sont les seules à ne pas posséder d’éléments toxiques ou rares. Elles voient leur efficacité sans cesse améliorée. Une équipe australienne vient d'établir un nouveau record, qui permet d'espérer une prochaine mise sur le marché.

Rares, toxiques ou chers, tels sont les éléments de l’ensemble des panneaux photovoltaïques actuels. Pour les remplacer, les cellules au cuivre, zinc, étain et soufre (CZTS) apparaissent comme la meilleure solution. Seul problème, jusqu’à présent leur rendement reste moins important que les cellules plus habituelles, au silicium. L’équipe du Dr Xiaojing Hao de l’Australian Centre for Advanced Photovoltaics (ACAP) vient d’atteindre, en avril 2016, un rendement record de 7,6 % pour des cellules d’un cm². Cette réussite, validée par le National Renewable Energy Laboratory des Etats-Unis, fait l'objet d'un article encore sous presse. Ces résultats ne cessent de s’améliorer. L’équipe indiquait des rendements de 5,5 % en 2013 puis de 6,6 % en 2015. Elle pense d’ailleurs pouvoir atteindre les 20 % de rendement en quelques années, ce qui permettrait la mise sur le marché mondial de cette technologie. Les industriels se sont déjà emparés de ce type de cellules fines et ont investi dans des infrastructures d’expérimentation. Toyota a ainsi pu atteindre 9,1 % d’efficacité pour des cellules de 0,25 cm². Mais la taille des cellules joue énormément. Plus elles sont grandes, plus il est difficile d’obtenir des structures uniformes et donc de bons résultats. Les avancées de l’ACAP sont donc les plus encourageantes.

Les CZTS semblent avoir tout pour elles. Elles font partie des cellules photovoltaïques dites fines. Elles mesurent 1 à 5µm d’épaisseur face aux 200 à 350 µm de celles qui utilisent du silicium. Aujourd’hui 87 % des panneaux installés sont fabriquées avec des cellules contenant du silicium. Ils atteignent un rendement moyen de 21 %. L’un des avantages des cellules fines est de pouvoir être utilisées sur tous types de supports contrairement aux précédentes. Des surfaces incurvés, transparentes, ou en superposition d’autres matériaux. Les cellules CIGS et CdTE font parti de cette catégorie et sont déjà bien utilisées par les industriels. Elles restent cependant assez chères. Les CIGS sont constituées d’indium, un métal qui a vu son prix s’envoler suite à sa large utilisation dans les écrans plats LCD et par suite sa raréfaction. Deuxième point faible, le sélénium, un élément toxique. Les CdTE renferment, elles, du tellulure de cadmium, un élément toxique. Enfin, une dernière technologie testée par IBM et Solar Frontier a atteint des rendements de 12,6 % pour des cellules de 0,42 cm². Il s’agit des cellules CZTSSe, qui possèdent du sélénium en plus. Malheureusement ce dernier est aussi toxique.

Les CZTS résolvent toutes les questions de pénurie et de toxicité. Elles reviennent d’ailleurs cinq fois moins cher que les CIGS. Avec un retour de 30 ans d’expérience sur les autres cellules fines, le Dr Xiaojing Hao est très confiante sur leur progression à venir.

Image
http://www.industrie-techno.com/record- ... ques.44169

Bon, compter 10 ans pour sortir du labo.

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