Les cellules solaires à tandem en pérovskite-silicium représentent une avancée prometteuse dans le domaine des énergies renouvelables. Néanmoins, une nouvelle étude parue dans eScience Energy met en lumière le fait que les résultats obtenus en laboratoire ne sont pas toujours représentatifs des performances réelles de ces panneaux lorsqu’ils sont exposés aux conditions extérieures.
Performances en extérieur
Les chercheurs ont observé que les variations de la lumière du soleil à l’extérieur peuvent avoir un impact sur le rendement des panneaux. Malgré cela, ces cellules à tandem parviennent à produire plus d’électricité par unité de surface que les modules en silicium standards.
Éléments à retenir
L’étude axée sur les cellules solaires à deux terminaux en pérovskite-silicium révèle plusieurs points essentiels. Ces cellules combinent deux matériaux capables d’absorber la lumière, permettant ainsi de capter une plus grande quantité de lumière solaire par rapport aux panneaux en silicium classiques. Dans le cas d’une cellule à deux terminaux, les deux sous-cellules fonctionnent en série, ce qui limite la production électrique au niveau du courant le plus faible à un moment donné.
De plus, plusieurs facteurs extérieurs peuvent influencer la composition des longueurs d’onde lumineuses, tels que la couverture nuageuse, l’atmosphère locale, les variations saisonnières et la géographie. Ces fluctuations peuvent affecter l’équilibre de courant entre les deux sous-cellules, réduisant ainsi leur efficacité globale.
Données de l’étude
Dans les essais en laboratoire, une mismatch current a été mesurée de 4,98 % dans des conditions de lumière riche en bleu, et de 4,32 % dans des circonstances orientées vers le rouge. Les chercheurs se sont également appuyés sur des données spectrales à long terme provenant de différentes localités — Haikou, Yancheng et Daqing en Chine, ainsi qu’Albuquerque au Nouveau-Mexique — pour évaluer l’impact potentiel de ces variations sur la performance des panneaux en extérieur dans divers climats.
Les pertes énergétiques dues aux variations de spectre observées variaient de 0.77 % à 3.25 % par watt par rapport aux panneaux à jonction unique en silicium. Cependant, il est important de noter que les cellules à tandem généraient entre 8.74 % et 11.16 % d’énergie supplémentaire sur une base annuelle par unité de surface.
Importance des prévisions
Des prévisions précises sont cruciales pour les développeurs de panneaux solaires afin d’évaluer le volume d’électricité que leurs installations pourront produire au cours de l’année. Cela influence non seulement la tarification des projets, mais aussi leur conception et leur implantation.
Si les panneaux à tandem peuvent produire une quantité supérieure d’électricité à partir d’un espace déjà dédié, cela pourrait permettre de maximiser la production d’énergie propre sans nécessiter de nouvelles terres. Cette solution serait particulièrement bénéfique dans les zones densément peuplées ou à forte demande énergétique, où l’espace est limité et où chaque projet doit être économiquement viable.
L’adoption des énergies solaires contribue également à la réduction de la pollution de l’air générée par des sources énergétiques telles que le charbon et le gaz naturel, améliorant ainsi la qualité de l’air et la santé publique. De plus, si les projets peuvent délivrer davantage d’électricité de manière efficace, les services publics et les entreprises auront un incitatif fort à développer davantage les capacités d’énergie propre, ce qui pourrait stabiliser les coûts énergétiques.
Innovations proposées
Face à ces défis, les chercheurs ont suggéré une méthode plus adaptable pour mesurer les performances des cellules à tandem sur le terrain, en utilisant des notions telles que l’irradiance UV et l’irradiance globale horizontale lorsque des mesures spectrales complètes ne sont pas disponibles. Cela pourrait faciliter la tâche des développeurs pour déterminer si ces cellules sont adaptées à un climat spécifique avant de procéder à leur déploiement à large échelle.
Dans des régions propices, une meilleure utilisation des terres et des économies réalisées sur les systèmes peuvent réduire le coût de l’électricité de manière significative, jusqu’à 1,59 %. L’étude indique aussi que dans des conditions spectrales optimales, un potentiel de prime de prix maximale de 7 % pourrait être envisagé.
FAQ
Qu’est-ce qu’une cellule solaire à tandem en pérovskite-silicium ?
Ce sont des dispositifs qui combinent deux matériaux capables d’absorber la lumière, permettant ainsi une meilleure capture de l’énergie solaire par rapport aux cellules traditionnelles en silicium.
Quelle est l’importance de l’équilibre de courant entre les sous-cellules ?
Un déséquilibre peut limiter la production d’électricité, car la cellule fonctionne en fonction du courant le plus faible des sous-cellules.
Comment les conditions climatiques affectent-elles les performances des panneaux ?
Des éléments comme la couverture nuageuse, l’atmosphère et la géographie peuvent influencer la qualité de la lumière reçue, entraînant des variations de rendement.
Pourquoi est-il crucial de prévoir le rendement des panneaux solaires ?
Des prévisions exactes permettent aux développeurs de mieux planifier leurs projets, notamment en termes de coûts et de configuration, afin d’optimiser la production d’énergie.
Les panneaux à tandem sont-ils plus coûteux à produire que les panneaux classiques ?
Bien qu’ils puissent engendrer des coûts initiaux plus élevés, leur capacité à générer plus d’énergie et à optim utiliser l’espace peut compenser cette différence sur le long terme.
