Un système photovoltaïque à concentration à haut rendement, installable sur le toit d’une maison, a été développé par une équipe internationale de chercheurs, dont l’Université Penn State. Leur travail a fait l’objet d’un article dans la revue Nature Communication.
La grande majorité des panneaux qui recouvrent les toits sont en silicium cristallin, dont le rendement approche de 20 %. D’autres technologies plus coûteuses sont utilisées notamment sur les champs photovoltaïques, parmi lesquelles les systèmes photovoltaïques à concentration (CPV). Ceux-ci concentrent la lumière solaire sur des cellules multijonctions grâce à des lentilles et suivent la course du soleil avec de systèmes de tracking, mais sont bien plus encombrants que les panneaux en silicium. Les chercheurs ont combiné des cellules d’arséniure de gallium, des lentilles en plastique imprimées en 3D et un microsystème de concentration mobile pour réduire la taille, le poids et le coût du système CPV, de manière à pouvoir le placer sur un toit. Pour cela, les chercheurs intègrent chaque minuscule cellule solaire de moins de 1 mm² entre deux lentilles en plastique. Au-dessus, la lentille agit comme un verre grossissant et au-dessous comme un miroir concave. La lumière qui arrive sur le dispositif est ainsi concentrée 200 fois. Au fur et à mesure que le soleil poursuit sa course, chaque cellule bouge de manière à le suivre, grâce à un système mécanique conduit par un moteur.
Ce système photovoltaïque de « microtracking CPV » d’une épaisseur de 1 cm peut alors être placé sur le toit sans prendre plus de place qu’un panneau silicium et atteint des rendements de 40 %. Si ce n’est la cellule photovoltaïque et les connectiques, le reste du panneau est en plastique et donc peu coûteux.
Les explications en vidéo :
Par Philippe Passebon
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