Innovations optiques pour les modules solaires – quels sont les plus prometteurs?

En 2023, les systèmes photovoltaïques ont généré plus de 5% de l’énergie électrique du monde et la capacité installée double tous les deux à trois ans. Les technologies optiques peuvent encore augmenter l’efficacité des modules solaires et ouvrir de nouvelles applications, telles que les modules solaires colorés pour les façades.

Maintenant, 27 experts offrent un aperçu complet de l’état de recherche et évaluent les innovations les plus prometteuses. Le rapport a été coordonné par les scientifiques du HZB, le professeur Christian Becker et le Dr Klaus Jäger et publié dans le journal Progrès en optique et photonique.

Le photovoltaïque (PV) est devenu l’une des technologies les plus rentables pour produire de l’électricité. En novembre 2024, le monde Systèmes photovoltaïques atteint une capacité installée de deux térawatts, et les taux de croissance et les réductions des coûts sont encore énormes.

«Lors d’un récent atelier, nous avons discuté de la façon dont la communauté optique peut contribuer à la croissance plus approfondie des photovoltaïques», explique le professeur Becker, chef du département d’optique de l’énergie solaire de HZB.

Becker et son collègue, le Dr Jäger, ont ensuite invité des experts internationaux à compiler un aperçu complet des technologies PV et des innovations optiques. Au total, 27 experts de 22 institutions de recherche Dans 9 pays ont contribué à l’examen.

Concepts les plus prometteurs

L’article commence par un aperçu de l’état actuel de photovoltaïque à l’échelle de Terawatt. À partir de cela, les experts identifient les problèmes et les sujets où la communauté optique peut contribuer à permettre un déploiement à grande échelle.

« Nous avons également identifié un certain nombre de concepts optiques qui ne sont actuellement que sur le seuil de viabilité économique, mais qui sont les plus prometteurs pour faire progresser la technologie PV », explique Becker.

Il s’agit notamment des innovations optiques dans le domaine des cellules solaires multi-jonction, qui ont les plus élevées en efficacité et ont donc un grand potentiel pour réduire davantage le coût nivelé de l’électricité.

Aspects écologiques

Amélioré processus de fabrication L’utilisation d’une approche d’éco-conception et la minimisation de la consommation de matières premières critiques sont également discutées. Un autre chapitre est consacré à la couleur modules solaires et construire des solutions PV intégrées.

« Surtout dans les villes, nous devons également utiliser des façades et d’autres surfaces pour la conversion de l’énergie solaire, et, bien sûr, peu importe à quoi ressemblent les modules PV. De tels modules solaires innovants permettent des solutions esthétiques sophistiquées », explique Becker.

Becker et Jäger sont convaincus que cette revue complète aide non seulement la communauté scientifique, mais aussi décideurs dans le financement de la recherche.