Une startup américaine construit des cellules photovoltaïques thermiques avec un rendement record de 40 %

L’année dernière, des chercheurs du… AVEC a présenté une variante d’une cellule thermique photovoltaïque (TPV) qui convertit la chaleur en électricité avec un rendement de plus de 40 pour cent. Cela signifie qu’ils ont clairement dépassé le précédent record de 32 pour cent. Il existe désormais une jeune entreprise américaine, Antora Energy, qui produit des cellules TPV avec à peu près ce niveau d’efficacité à l’échelle industrielle, rapporte magazine pv.

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Antora exploite une usine thermique photovoltaïque en Californie

Dans la nouvelle usine de 2 MW d’Antora en Californie, la jeune entreprise produit des cellules photovoltaïques thermiques pour des applications de stockage de chaleur. Les cellules sont basées sur des semi-conducteurs III-V. Ils seraient efficaces à plus de 40 % pour convertir la chaleur en électricité.

“Nos cellules sont basées sur des semi-conducteurs III-V, qui ont des performances supérieures à celles des cellules solaires conventionnelles et produisent 100 fois plus d’énergie que des appareils de taille similaire”, explique le PDG Andrew Ponec. “Les cellules peuvent convertir n’importe quelle source de chaleur à haute température en électricité, et leur principale application est le stockage d’énergie”, a-t-il ajouté, en soulignant le stockage d’énergie thermique à l’échelle du réseau (TEGS), une technologie de stockage d’énergie à faible coût à l’échelle du réseau qui utilise des TPV pour convertir la chaleur en électricité utilisée à des températures supérieures à 2 000 °C.

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Les systèmes TPV ne sont pas encore commercialement utilisables

Le photovoltaïque thermique est une technologie de production d’électricité qui utilise le rayonnement thermique pour produire de l’électricité dans des cellules photovoltaïques. Un système TPV se compose généralement d’un radiateur radiant. Celui-ci doit pouvoir atteindre des températures élevées proches ou supérieures à 1 000 °C. Il faut également une cellule à diode photovoltaïque capable d’absorber les photons provenant de la source de chaleur.

Cette technologie suscite l’intérêt des chercheurs depuis des décennies. Parce qu’il est capable de capter la lumière du soleil sur tout le spectre solaire. Il possède également le potentiel technique nécessaire pour dépasser la limite Shockley-Queisser du photovoltaïque conventionnel. Cependant, les rendements précédemment rapportés étaient trop faibles pour les rendre commercialement viables, car les dispositifs TPV souffrent encore de pertes optiques et thermiques.

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La startup a atteint des seuils critiques

“À ce jour, la technologie TPV n’avait pas atteint le seuil d’efficacité requis pour rivaliser avec les moteurs thermiques traditionnels, ni le seuil de fabricabilité requis pour produire la technologie à grande échelle”, a déclaré Antora Energy. Désormais, la startup affirme avoir atteint ces deux seuils critiques. Les cellules ont un rendement de plus de 40 pour cent lors de la conversion de la chaleur en électricité. De plus, l’entreprise a la capacité de produire du TPV à grande échelle.

La startup a obtenu un financement de la California Energy Commission en 2021. Il servira à implanter la ligne de production de TPV en Californie. “Une partie du financement initial d’Antora a été fournie par l’Advanced Research Projects Agency-Energy du Département américain de l’énergie pour développer la technologie TPV en collaboration avec le National Renewable Energy Laboratory, le Lawrence Berkeley National Laboratory et l’Arizona State University”, a indiqué la société.