Cellules solaires : la technologie n-PERT atteint 22,8% de rendement

L’Imec, centre belge de recherche et développement, vient d’obtenir un rendement de conversion de 22,8% rien qu’avec la face avant de cellules solaires bifaciales en technologie n-PERT, réalisées avec un procédé de fabrication compatible avec une production de volume. Avec un ensoleillement standard en face avant et un éclairage supplémentaire de 0,15 soleil en face arrière, ces cellules pourraient produire une énergie équivalente à celle fournie par des cellules solaires classiques captant le soleil sur leur seule face avant et affichant un rendement de 26,2%.

Les cellules solaires bifaciales en technologie PERT sur substrat de type n de l’Imec affichent des bandes de contacts fins de moins de 20 µm de large en nickel-argent (Ni/Ag) sur leurs faces n+ et p+. Les contacts sont obtenus à l’aide d’un process breveté de métallisation simultanée des deux faces, les cellules solaires étant plongées par lot entier dans un bain chimique sans aucun contact électrique nécessaire avec les substrats. Le rendement de conversion obtenu se situe à 22,4% en moyenne sur le lot, avec des pointes à 22,8%. Les mesures ont été réalisées dans des conditions de test standard avec un éclairage sur la seule face avant sans réflexion, sur la base d’une cellule de référence calibrée par l’ISE CallLab du laboratoire indépendant Fraunhofer ISE.

Selon le communiqué de presse, ce résultat pourrait aboutir à un coût potentiel inférieur à 0,30 $/Wc au niveau module et conduirait donc à une réduction supplémentaire du coût d’exploitation (levelized cost of electricity, LCOE) des grandes installations photovoltaïques. Les cellules solaires bifaciales se distinguent par une face arrière transparente et des contacts sur la face arrière comme sur la face avant afin de capter la lumière incidente des deux côtés. Elles exploitent de ce fait autant l’ensoleillement indirect et la lumière réfléchie (par les façades des bâtiments et autres surfaces) que les rayonnements directs, ainsi que la lumière diffuse les jours moins ensoleillés et même la lumière directe tout en début et fin de journée surtout par leur face arrière. Selon des simulations, elles pourraient ainsi générer un surplus d’énergie de l’ordre de 10 à 40% sur l’ensemble de leur durée de vie, par comparaison à leurs équivalents classiques à une seule face de captage. Il en résulterait une diminution de 10 à 30% du coût d’exploitation (LCOE) sur la durée de vie d’une centrale PV.

« Nos calculs LCOE indiquent un potentiel de très faible coût pour cette cellule solaire grâce au procédé de métallisation et à l’architecture des contacts, inférieur à 0,30 $/Wc au niveau module. L’utilisation très limitée de l’argent par comparaison avec un procédé par sérigraphie a aussi un impact sur le coût global. Nous voulons maintenant démontrer que cette technologie est applicable à un module classique à 60 cellules avec interconnexions filaires qui, nous l’espérons, prouvera le potentiel de l’option bifaciale au niveau industriel », signale Filip Duerinckx, ingénieur principal à l’Imec.

L’Imec expose ses technologies à la manifestation SNEC 2017 qui se déroule cette semaine, du 19 au 21 avril 2017 à Shanghai en Chine.