La jonction tandem est une technique utilisée pour améliorer les performances des modules à couches minces . L'utilisation d'architectures de cellules à jonction tandem offre une opportunité prometteuse d'améliorer significativement le rendement des modules par rapport aux conceptions à jonction simple. Ceci est dû à leur remarquable capacité à diviser le spectre solaire en plusieurs bandes, qui peuvent ensuite être converties avec un rendement supérieur par des dispositifs distincts.
Cette avancée permet de dépasser le rendement limité des cellules solaires en silicium à simple jonction (environ 29 %), qui ont quasiment atteint leur maximum théorique. De plus, ces modules tandem à rendement supérieur pourraient révolutionner les installations photovoltaïques à faible concentration, les rendant plus viables lorsqu'elles sont équipées d'un système de suivi mono-axial.
Caractéristiques de la cellule solaire à jonction tandem
Une cellule solaire tandem, également appelée cellule solaire à double jonction, utilise des matériaux aux bandes interdites différentes superposés pour créer deux zones distinctes d'absorption de la lumière. À l'inverse, une cellule solaire à simple jonction ne comporte qu'une seule zone d'absorption et fonctionne avec une seule bande interdite.
Les cellules solaires à jonctions multiples, telles que les cellules à double, triple ou quadruple jonction, existent depuis un certain temps. La cellule solaire à quatre jonctions détient actuellement le record mondial de rendement, avec une efficacité de conversion de puissance (PCE) remarquable de 46 %.
Il est important de noter que cela représente une efficacité impressionnante, supérieure de 20 % à la limite de Shockley-Queisser de 29 % ! Ceci s'explique par le fait que cette limite a été calculée sur la base d'une cellule à jonction unique. Or, cette limite, applicable aux cellules à jonction unique, ne concerne pas les cellules en tandem.
Voir aussi : Un nouveau record mondial avec des cellules solaires tandem à haut rendement par HZB
Différence entre une cellule à jonction unique et une cellule solaire tandem
Une cellule à simple jonction est capable de convertir une quantité importante de photons en énergie utilisable . Ce type de cellule solaire possède une faible bande interdite, ce qui lui permet d'absorber efficacement tous les photons. Cependant, les photons de haute énergie subissent une thermalisation et perdent une part considérable de leur énergie en raison de cette faible bande interdite. Une cellule solaire à large bande interdite fonctionne de manière similaire, en captant davantage d'énergie des photons de haute énergie tout en laissant passer les photons de plus faible énergie.
Une cellule solaire tandem a la capacité de générer un rendement de conversion plus élevé que son homologue à jonction unique , même si elle utilise le même spectre solaire.
Voir aussi : Qu'est-ce qu'un module photovoltaïque à couches minces ?
