Comment augmenter significativement le rendement des cellules solaires au-delà de la limite théorique de 30 % ?
Il s'avère que Segton AdT a mis au point une recette ingénieuse pour ce faire avec des nanostructures fonctionnelles injectées dans la masse du silicium cristallin.
Ce que nous faisons
La Photoconversion Géante (GPC)
La nouvelle approche permet de dépasser un des axiomes du photovoltaïque, de l'optoélectronique et de la photonique, à savoir que chaque photon ne peut générer au maximum qu’un seul électron dans la bande de conduction. La Photoconversion Géante rend désormais possible la génération de plusieurs électrons par un seul photon disposant d’une énergie légèrement supérieure à celle de la bande interdite du silicium.
Notre technologie brevetée
Qu'est-ce que la multiplication des porteurs ?
La multiplication des porteurs électriques est un phénomène qui libère plusieurs électrons à partir d'un seul photon avec suffisamment d'énergie.
La multiplication des porteurs existe sans nanostructure (ionisation par impact), mais elle nécessite des photons de haute énergie peu présents dans le spectre solaire à la surface de la Terre.
Production en un à deux ans
Une mise sur le marché rapide est possible grâce au progrès des connaissances en matière de nanotechnologie à laquelle l'ingénierie des SEGTONs appartient et le développement d'outils numériques dédiés qui sous-tendent la technologie de Segton AdT (outils de simulation/modélisation). L'industrialisation des nouvelles cellules pourra également s'adapter à des unités de production de taille moyenne dans le tissu industriel actuel. Ces unités de production peuvent notamment être installées en lien avec des chaines existantes d'assemblage de modules.
Industrialisation
Le contexte de la mise au point des dispositifs utilisant la GPC
Le principal objectif des travaux R&D de SEGTON AdT était de démontrer que les dispositifs optiques à base de silicium ont le potentiel d'aller jusqu'à doubler leur efficacité de conversion lumière-électricité dans une large gamme spectrale IR-UV. En utilisant les phénomènes décrits plus haut, SEGTON AdT a défini la technologie pour fabriquer un convertisseur/détecteur et produire des démonstrateurs intégrant ces processus.
Étant donné le potentiel de marché des cellules photovoltaïques et notamment la forte dominance mondiale de certains producteurs, la mise en œuvre industrielle réussie de nos résultats peut inverser la tendance négative qui sévit actuellement dans l'industrie photovoltaïque européenne.
Technologie
La technologie de production de cellules GPC pourrait permettre à la France de devenir rapidement un centre de R&D et un leader industriel mondial.
Aucun autre produit photovoltaïque à haut rendement n'offre de telles perspectives industrielles et ne peut être produit en série de manière si compétitive et rapide.
Industrialisation européenne
Facilement recyclable et sans éléments de terres rares
Les performances des autres produits PV à haut rendement sont souvent du domaine exclusif du laboratoire avec diverses contraintes (utilisation de matériaux rares ou toxiques, absence de machines de production automatisées disponibles).
Les outils de production industrielle des cellules GPC sont issus de la microélectronique, et sont plus rapides à mobiliser avec un coût global attendu par watt crête des installations inférieur aux installations utilisant des cellules PV étrangères).
A noter que la technologie GPC a la particularité d'exclure toute utilisation de métaux lourds ou de nanoparticules libres et peut donc entrer dans le recyclage traditionnel des cellules au silicium. De même, la durée de vie des cellules et le maintien de leurs caractéristiques sur le long terme peuvent être garantis.
Écologie
Notre technologie
La Photoconversion Géante améliore les rendements des panneaux photovoltaïques sans augmenter les coûts de production.
Mécanismes derrière GPC
L'une des avancées sur laquelle nous avons basé nos recherches, a été la découverte d'un nouveau mécanisme dans le silicium cristallin spécialement modifié à l'échelle nanométrique. Ce nouvel effet physique est capable d'assurer le rôle de génération à faible énergie d'électrons secondaires (supplémentaires) par collision électron-électron. Une des hypothèses qui limitent habituellement les calculs de rendement maximal théorique est ainsi dépassée, ce qui repousse considérablement l’efficacité maximal potentiellement accessible. L’idée principale de la technologie portée par SEGTON AdT est ainsi de bénéficier d’un nouveau phénomène de multiplication de porteurs, rendu très efficace la nanostructuration du silicium.
La Photoconversion Géante
