KAWASAKI, Japon et OSAKA, Japon–(BUSINESS WIRE)–Panasonic Corporation a atteint le plus haut rendement de conversion energetique au monde de 16,09 % pour un module solaire a perovskites (zone d’ouverture 802 cm2 : 30 cm de long x 30 cm de large x 2 mm d’epaisseur), en mettant au point une technologie legere utilisant un substrat en verre et une methode de revetement sur une grande surface a base d’impression a jet d’encre. Ceci a ete realise dans le cadre du projet de la New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO), qui travaille actuellement au <>, afin de promouvoir l’adoption generalisee de la production d’energie solaire.
Cette methode de revetement par jet d’encre qui peut couvrir une grande surface, reduit les couts de fabrication des modules. De plus, ce module leger, de grande surface et a haut rendement de conversion permet la production d’energie solaire de maniere hautement efficace dans des endroits dans lesquels les panneaux solaires conventionnels etaient difficiles a installer, tels que des facades.
A l’avenir, NEDO et Panasonic continueront a ameliorer les materiaux en couche de perovskites, visant a obtenir un haut rendement comparable a celui des cellules solaires en silicium cristallin et a etablir des technologies pour une application pratique sur de nouveaux marches.
1. Contexte
Les cellules solaires en silicium cristallin, qui ont ete largement utilisees dans le monde, ont trouve des marches au Japon dans des domaines comme le mega-solaire, les installations residentielles, les usines et les installations publiques. Pour penetrer davantage ces marches et s’assurer de nouveaux marches, il est primordial de fabriquer des modules solaires plus legers et plus grands.Les cellules solaires a perovskites*1 ont un avantage structurel puisque leur epaisseur, comprenant une couche de production d’energie, n’est qu’un centieme de celle des cellules solaires en silicium cristallin, ce qui fait que les modules a perovskites peuvent peser moins lourd que les modules en silicium cristallin. Leur legerete permet plusieurs styles de positionnement tels que l’installation sur des facades et des fenetres en utilisant une electrode conductrice transparente, favorable a l’adoption generalisee de Net Zero Energy Buildings (ZEB*2). Par ailleurs et etant donne que chaque couche peut etre revetue directement sur les substrats, elles peuvent etre produite a moindre cout en comparaison de la technologie du procede conventionnel. C’est pourquoi les cellules solaires a perovskites attirent l’attention comme cellules solaires nouvelle generation.
Par contre et malgre le fait que la technologie a perovskites ait atteint un rendement de conversion d’energie de 25,2 %*3, comparable aux cellules solaires en silicium cristallin, dans les cellules de petite taille, il etait tres difficile de deposer les materiaux de maniere uniforme sur toute l’etendue de la surface concernee a l’aide de la technologie conventionnelle. Le rendement de conversion d’energie a donc eu tendance a diminuer.
Face a ce defi, la NEDO travaille au projet de <>*4, afin de promouvoir l’adoption future de la production d’energie solaire. Dans le cadre de ce projet, Panasonic a mis au point une technologie legere utilisant des substrats en verre et une methode de revetement sur grande surface a base de jet d’encre, comprenant la production et la syntonisation d’encre appliquee sur le substrat du module de cellules solaires a perovskites. A travers ces technologies, Panasonic a atteint le plus haut rendement de conversion d’energie du monde de 16,09 %*5 pour le module de cellules solaires a perovskites (zone d’ouverture 802 cm 2 : 30 cm de long x 30 cm de large x 2 mm d’epaisseur).
En outre, l’adoption d’une methode de revetement de grande surface par jet d’encre dans le processus de fabrication permet egalement de reduire les couts, et les caracteristiques de grande surface, de legerete et de rendement de conversion eleve de ce module, permettent de produire de l’energie solaire a haut rendement dans des endroits ou les panneaux solaires classiques etaient difficiles a installer, comme les facades.
En ameliorant les materiaux en couche de perovskite, Panasonic cherche a obtenir un haut rendement comparable a celui des cellules solaires en silicium cristallin et a etablir des technologies pour une application pratique sur de nouveaux marches.
2. Reussite
En se concentrant sur la methode de revetement par jet d’encre qui permet de revetir la matiere premiere de maniere precise et uniforme, Panasonic a applique cette technologie a chaque couche de la cellule solaire, y compris la couche de perovskites sur le substrat en verre, et a obtenu un rendement eleve de conversion d’energie pour un module de grande surface.[Point de developpement technique]
(1) Amelioration du composant du precurseur de la perovskite pour le revetement par jet d’encre
Parmi les groupes atomiques qui ont forme le cristal de perovskite, la methylamine presente un probleme de stabilite thermique pendant le processus de chauffage lors de la fabrication des modules (la methylamine est eliminee du cristal de perovskite par la chaleur, ce qui a pour consequence de detruire une certaine partie du cristal). En transformant une certaine partie de la methylamine en formamidinium, cesium, rubidium qui ont une taille de diametre d’atome appropriee, ils ont revele que cette methode est efficace pour la stabilisation des cristaux et contribue a un rendement eleve de conversion d’energie.(2) Controle de la concentration, de la quantite et de la vitesse de couchage de l’encre de perovskite
Dans le processus de formation de couches minces avec la methode de revetement par jet d’encre, il y a la flexibilite pour le motif de revetement, tandis que la formation de motifs par points du materiau et l’uniformite de la cristallisation sur la surface de chaque couche sont essentielles. Pour satisfaire a ces exigences, a la fois en reglant la concentration de l’encre perovskite sur une certaine teneur et en controlant precisement la quantite et la vitesse de couchage pendant le processus d’impression, ils ont obtenu un haut rendement de conversion d’energie du module de grande surface.En optimisant ces technologies par un processus de revetement dans chaque formation de couche, Panasonic a reussi a ameliorer la croissance des cristaux et l’uniformite de l’epaisseur et de la couche cristalline. Ils ont ainsi atteint un rendement de conversion d’energie de 16,09 % et ont fait un pas en avant vers une application pratique.
3. Plan pour l’avenir
En obtenant un processus a moindre cout et plus de legerete pour un module a perovskites de grande surface, NEDO et Panasonic Corporation esperent creer un nouveau marche sur lequel les cellules solaires n’ont jamais ete presentes ni adoptees. En fonction du developpement de chacun des materiaux lies aux cellules solaires a perovskites, NEDO et Panasonic visent a atteindre un rendement eleve comparable a celui des cellules solaires en silicium cristallin et renforcent leur effort pour reduire le cout de production a 15 yens/W.Ces resultats ont ete publies lors de l’IPEROP20 (Conference internationale Asie-Pacifique sur la perovskite, le photovoltaique organique et l’optoelectronique) organisee au Centre de conferences international de Tsukuba.
URL : https://www.nanoge.org/IPEROP20/program/program[Annotation]
*1 Cellules solaires a perovskites
Une cellule solaire dont la couche d’absorption de la lumiere est composee de cristaux de perovskite.
*2 Net Zero Energy Building (ZEB)
ZEB (Net Zero Energy Building) est le batiment non residentiel qui, en mettant en place un systeme a haut rendement et de controle de la charge energetique, maintient la qualite de l’environnement interieur et realise des economies d’energie et de l’energie renouvelable, ce qui au bout du compte vise a faire passer le bilan energetique primaire annuel a zero.
*3 Rendement de conversion d’energie de 25,2 %
Le record mondial de rendement de conversion d’energie de cellules de petite surface a ete publie par le KRICT (Korea Research Institute of Chemical Technology) et par le MIT (Massachusetts Institute of Technology).
Meilleure efficacite des cellules de recherche (Rev.11-05-2019) – NREL
*4 Developpement de technologies pour reduire les couts de production d’energie pour la production d’energie photovoltaique haute performance et haute fiabilite
– Nom du projet : Developpement de technologies pour reduire les couts de production d’energie pour la production d’energie photovoltaique haute performance et haute fiabilite/Recherche et developpement de cellules solaires innovantes a nouvelle structure / Recherche et developpement de produits innovants a faible cout de production
– Duree du projet : 2015-2019 (annee civile)
– Reference : Communique de presse NEDO 18juin en 2018 << Le plus grand module photovoltaique a perovskites au monde a base de films
https://www.nedo.go.jp/english/news/AA5en_100391.html
*5 Rendement de conversion d’energie de 16,09 %
Valeur d’efficacite mesuree par la methode MPPT (regulateur MPP : une methode de mesure qui est plus pres du rendement de conversion dans l’usage reel) du National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.
A propos de Panasonic
Panasonic Corporation est un leader mondial en developpement de technologies et de solutions electroniques diverses destinees aux clients dans les domaines des produits electroniques grand public, du logement, de l’automobile et des activites B2B. La societe, qui a celebre son 100e anniversaire en 2018, s’est etendue a l’echelle mondiale. Elle exploite actuellement 582 filiales et 87 societes associees a travers le monde, et a enregistre un chiffre d’affaires net consolide de 8,003 billions JPY pour l’exercice clos le 31 mars 2019. La societe, dont la mission est d’etablir une nouvelle valeur par le biais de l’innovation dans toutes ses divisions, utilise ses technologies afin de creer une vie et un monde meilleurs pour ses clients. Pour en savoir plus sur Panasonic, consultez : https://www.panasonic.com/global.A propos de NEDO :
NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization) jour un role important dans les politiques economiques et d’industrialisation du Japon a travers le financement d’activites de developpement technologique. NEDO agit egalement en tant qu’accelerateur d’innovation, afin de remplir ses deux missions de base qui sont d’aborder les problemes d’energie et de l’environnement a l’echelle mondiale et d’encourager la technologie industrielle.
Pour en savoir plus sur NEDO : https://www.nedo.go.jp/english/introducing_index.htmlSource : https://news.panasonic.com/global/press/data/2020/02/en200207-2/en200207-2.html
Liens connexes
New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO)
https://www.nedo.go.jp/english/Vue d’ensemble R&D de Panasonic
https://www.panasonic.com/global/corporate/technology-design/r-and-d.htmlLe texte du communique issu d’une traduction ne doit d’aucune maniere etre considere comme officiel. La seule version du communique qui fasse foi est celle du communique dans sa langue d’origine. La traduction devra toujours etre confrontee au texte source, qui fera jurisprudence.