Breakthrough Discovery utilise la lumière du soleil pour créer eux-mêmes des dispositifs solaires

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réacteur solaireDes chercheurs de l'Université d'État de l'Oregon ont trouvé un moyen de faire du soleil un «guichet unique» qui produit à la fois les matériaux pour les appareils solaires et l'énergie pour alimenter.

La découverte pourrait réduire considérablement l'empreinte carbone de la fabrication de matériaux solaires, selon le professeur de génie chimique Chih-Hung Chang.


«Plusieurs aspects de ce système devraient continuer à réduire le coût de l'énergie solaire et, lorsqu'il est largement utilisé, notre empreinte carbone», a déclaré Chang, l'auteur principal de l'article publié dans la revue RSC Advances.

Le travail repose sur l'utilisation d'un micro-réacteur à «flux continu» pour produire des encres à nanoparticules qui fabriquent des cellules solaires par impression. Les approches existantes sont plus longues et coûteuses.

«Il pourrait produire des matériaux d'énergie solaire partout où il y a une ressource solaire adéquate, et dans ce processus de fabrication chimique, il n'y aurait aucun impact énergétique.»

Dans ce processus, la lumière solaire simulée est concentrée sur le micro-réacteur solaire pour le chauffer rapidement, tout en permettant un contrôle précis de la température pour améliorer la qualité du produit fini. La lumière dans ces expériences a été produite artificiellement, mais le processus pourrait être fait avec la lumière directe du soleil, et à une fraction du coût des approches actuelles.


«Notre système peut synthétiser des matériaux d'énergie solaire en quelques minutes par rapport à d'autres processus qui pourraient prendre 30 minutes à deux heures», a déclaré Chang. «Ce gain de vitesse de fonctionnement peut réduire les coûts.»

Dans ces expériences, les matériaux solaires ont été fabriqués avec du diséléniure de cuivre-indium, mais pour réduire les coûts des matériaux, il pourrait également être possible d'utiliser un composé tel que le sulfure de cuivre-zinc-étain, a déclaré Chang. Et pour que le processus puisse fonctionner 24 heures sur 24, la lumière du soleil pourrait initialement être utilisée pour créer des sels fondus qui pourraient plus tard être utilisés comme source d'énergie pour la fabrication. Cela pourrait fournir un contrôle plus précis de la température de traitement nécessaire pour créer les matériaux d'énergie solaire.


Les cellules solaires à couche mince à base de chalcogénure à la pointe de la technologie ont déjà atteint un rendement de conversion d'énergie solaire assez élevé d'environ 20% en laboratoire, ont déclaré les chercheurs, tout en coûtant moins cher que la technologie du silicium. D'autres améliorations de l'efficacité devraient être possibles, ont-ils déclaré.

Un autre avantage de ces approches à couche mince de l'énergie solaire est que les couches absorbantes solaires sont, en fait, très minces - environ 1 à 2 microns, au lieu des 50 à 100 microns des cellules de silicium plus conventionnelles. Cela pourrait faciliter l'incorporation de l'énergie solaire dans les structures, en appliquant des films minces sur les fenêtres, les bardeaux de toit ou d'autres possibilités.