Ces travaux sont soutenus par le Fonds national suisse (FNS) et l'Office fédéral de l'énergie. Ils sont publiés dans l'édition de septembre du journal «Nature Photonics», précise le FNS aujourd'hui dans un communiqué.
Les chercheurs de l'Institut de microtechnique ont pour spécialité les cellules photovoltaïques en couches minces. Même si le silicium est un élément très abondant sur terre, l'énergie nécessaire pour l'extraire du sable est énorme, il est donc économiquement intéressant d'en limiter les quantités utilisées.
Les cellules en couches minces sont mille fois moins épaisses que les classiques. Mais plus les cellules sont minces, moins elles absorbent les rayons du soleil et moins elles produisent d'électricité.
Couche conductrice moulée
Pour piéger la lumière et augmenter son absorption dans le silicium, les chercheurs utilisent des couches de conducteurs transparents, en l'occurrence de l'oxyde de zinc. Ce matériau abondant et non toxique forme des petits cristaux pyramidaux qui permettent à la lumière de se diffuser beaucoup plus efficacement dans le silicium.
Pour optimiser encore le rendement de leurs cellules, les chercheurs ont eu l'idée de «faire pousser» les cristaux d'oxyde de zinc nanométriques sur un support en contraignant les pyramides à s'ordonner dans la même direction. L'originalité du procédé est qu'il consiste à mouler l'oxyde de zinc dans une matrice inversée et à la démouler «à la manière d'une tarte Tatin», précise le FNS. /ats