Photo-luminescence activée par température: une approche originale de conversion de l’énergie solaire

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Ces dernières années ont vu l’émergence de concepts originaux de conversion de l’énergie solaire, en ce sens qu’ils exploitent des propriétés et des mécanismes « exotiques » des matériaux, permettant théoriquement de surpasser les performances de cellules solaires conventionnelles (citons notamment les cellules « PETE », utilisant la conversion thermo-ïonique de l’énergie solaire concentrée).

Les auteurs, issus du Technion (Israël), proposent ici une approche particulièrement originale de conversion de l’énergie solaire, reposant sur l’utilisation conjointe d’un absorbeur photo-luminescent à haute température et d’une cellule solaire. La distribution spectrale du rayonnement émis par photo-luminescence présente en effet la caractéristique intéressante d’être décalée vers le bleu à des températures élevées : en couplant un tel absorbeur avec des cellules solaires aux propriétés optiques adaptées, les auteurs démontrent qu’il est théoriquement possible d’accroitre sensiblement le rendement de conversion solaire à électrique à des niveaux de température significativement plus faible que ceux requis avec des stratégies concurrentes (tels que les convertisseurs thermo-photovoltaïques par exemple, qui nécessitent des températures d’absorbeur typiquement supérieures à 1000°C°).

Cette approche, qui a été validée expérimentalement par les auteurs de ce travail, soulève néanmoins de multiples questions quant à la nature des matériaux utilisés afin de garantir une photo-luminescence adaptée aux propriétés optiques des cellules solaires.

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(a) Diagramme énergétique d’un système de photoluminescence activée par température. (b) Schéma du dispositif expérimental utilisé pour la caractérisation expérimentale de la TEPL. Extrait de Nature Communications 7, 13167 (2016) (Creative commons CC-BY licence 2017).