NANOFILS SOLAIRES

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L'amélioration de l'efficacité des cellules solaires est un défi que tentent de relever de nombreux physiciens et ingénieurs de par le monde. Le récent travail d'une équipe germano-suédoise pourrait bien ouvrir la voie à une nouvelle et prometteuse application. Il s'agit de la réalisation de cellules photovoltaïques fabriquées comme un tapis hérissé de nanofils de phosphures d'indium (InP), un semi-conducteur qu'on utilise abondamment en électronique de haute fréquence et en optoélectronique car ses caractéristiques électroniques sont bien adaptées aux fréquences du rayonnement solaire. Une équipe de chercheurs de l'université de Lund (Suède) et de Kassel (Allemagne), menée par le professeur Magnus Borgström, a réalisé des échantillons d'1 millimètre carré environ, sur lesquels elle a fait croître par épitaxie quatre millions de fils de 180 nanomètres (1 nm = 10—9 m) de diamètre et de 1,5 micromètre (1 μm = 1 000 nm) de longueur, espacés d'une fraction de micromètre. Ce montage peut enregistrer une absorption d'énergie lumineuse d'une valeur de 13,8 p. 100 (bien que 12 p. 100 seulement de la surface soit couverte par les fils) à condition d'optimiser très précisément le diamètre des fils. Cette efficacité est due à l'existence d'oscillations collectives des porteurs de charge dans le semi-conducteur, appelées « plasmons », qui absorbent une grande part de l'énergie lumineuse. Publié dans la revue Science du 1er mars 2013, ce résultat est considéré par les spécialistes comme une démonstration réussie des exceptionnelles qualités photovoltaïques des structures non planes. Le caractère bon marché, la légèreté et les qualités mécaniques d'un assemblage de nanofils sur un substrat devraient encourager les industriels à développer des produits commercialisables.

—  Bernard PIRE

Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

Pour citer l’article

Bernard PIRE, « NANOFILS SOLAIRES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 28 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/nanofils-solaires/