10e rafraîchissement du record mondial ! Notre équipe nationale en tête de la recherche sur les nouvelles membranes photovoltaïques

Le 25 mars, des journalistes ont appris de l’Institut de physique de l’Académie chinoise des sciences que l’équipe du chercheur Meng Qingbo a de nouveau réalisé une percée des performances de nouveaux photovoltaïques à couches minces à base de cuivre, zinc, étain, soufre et sélénium (CZTSSe), portant l’efficacité certifiée faisant autorité des cellules à 16,6 %, et achevant la mise au point de cellules flexibles haute performance et de composants, tout en rafraîchissant pour la 10e fois le record mondial dans ce domaine. Dans notre pays, dans le nouveau secteur photovoltaïque, la Chine se place en tête à l’échelle mondiale : la technologie franchit une étape clé du passage à l’industrialisation.

À l’heure actuelle, la transition énergétique mondiale s’accélère. Avec l’exploration de l’espace lointain et la mise à niveau de la construction des infrastructures spatiales, de grands projets comme l’Internet par satellites en orbite basse et des bases d’énergie spatiales avancent des exigences essentielles pour les technologies solaires : faible coût, longue durée de vie, légèreté et durabilité des ressources. Le matériau CZTSSe est composé d’éléments courants tels que le cuivre, le zinc et l’étain : il cumule des avantages comme des ressources abondantes, un coût faible, une bonne compatibilité environnementale et une résistance aux irradiations dans l’espace. Sa technologie de superposition en couches minces entièrement élaborée pourrait jouer un rôle important dans de futures applications énergétiques à grande échelle sur Terre et dans l’espace. Toutefois, en raison de problèmes tels que la complexité des défauts du matériau, le désordre dans l’agencement des atomes et des pertes d’énergie internes élevées, le développement de la technologie photovoltaïque CZTSSe a connu des obstacles au cours des dix dernières années.

L’équipe de Meng Qingbo se consacre à la recherche fondamentale depuis plus de dix ans, et s’attaque avec précision à des problèmes scientifiques clés comme la cristallisation des matériaux, la structure atomique et la régulation des défauts. Elle développe une stratégie de lacunes atomiques pour guider un retour ordonné des atomes de cuivre et de zinc, réduisant à la source l’activité des défauts et les pertes internes. En 2022, l’équipe franchit en premier le goulot d’étranglement de l’efficacité de 13 %. Par la suite, pendant trois ans, elle réalise de façon continue des sauts d’échelle transversale : 14 %, 15 % puis 16 %, et elle achève l’amplification des dispositifs ainsi que la construction de composants flexibles.

Conformément aux lois de développement des photovoltaïques à couches minces, une efficacité dans la plage de 15 % à 16 % permet une industrialisation progressive. À l’heure actuelle, avec l’efficacité de 16,6 % des batteries CZTSSe, combinée à ses propres avantages, il existe déjà une base pour l’industrialisation. À l’avenir, lorsque l’efficacité se rapprochera de 20 %, que l’efficacité des composants atteindra 18 % et que la fabrication par lots sera réalisée, les avantages des produits concernés—légèreté flexible, déploiement et dépliage pliables et durabilité des ressources—devraient permettre à ces produits de montrer un large potentiel dans des scénarios d’application émergents tels que des systèmes d’énergie portables, l’alimentation d’équipements mobiles, ainsi que des applications pour les satellites, les plateformes d’énergie spatiale et l’exploration de l’espace lointain, et de devenir l’une des directions technologiques importantes permettant de soutenir le futur système d’énergie nouvelle et le développement de l’énergie spatiale. Par la suite, l’équipe approfondira la recherche fondamentale, accélérera le développement technologique, et, en s’associant avec toutes les parties concernées, accélérera le processus d’industrialisation afin de fournir une solution chinoise au système mondial d’énergie propre.

Source : Application Beijing Daily

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