External quantum efficiency above 100% in photovoltaic cells due to the technique raising efficiencies for all kinds of solar cells
Cette étude rapporte qu'une nouvelle technique de module en forme de V (VSM) augmente considérablement l'efficacité de conversion de puissance des cellules solaires et atteint une efficacité quantique externe supérieure à 100 % en piégeant les photons infrarouges émis via un mécanisme attribué à l'énergie noire.
Article original sous licence CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA de l'article ci-dessous. Elle n'a pas été rédigée ni approuvée par les auteurs. Pour une précision technique, consultez l'article original. Lire la clause de non-responsabilité complète
L'idée principale : Un « piège » solaire qui enfreint les règles
Imaginez que vous avez un panneau solaire. Normalement, lorsqu'il est frappé par la lumière du soleil, le panneau transforme une partie de cette lumière en électricité. Mais il n'est pas parfait ; il réfléchit une partie de la lumière (comme un miroir) et gaspille une partie de l'énergie sous forme de chaleur.
Cet article décrit une nouvelle façon de construire des panneaux solaires en utilisant une forme en V (comme un livre ouvert ou une vallée). L'auteur, Jianming Li, affirme que lorsque vous disposez les cellules solaires en forme de V, elles deviennent si efficaces pour capturer la lumière qu'elles produisent plus d'électricité que la quantité de lumière qui les frappe.
En termes scientifiques, ils ont mesuré ce qu'on appelle l'« efficacité quantique externe » (EQE). Habituellement, ce chiffre est inférieur à 100 % (ce qui signifie que vous obtenez moins d'électricité en sortie qu'en lumière entrante). Dans cette expérience, les panneaux en forme de V ont atteint 140 % et même 180 %.
Comment ça marche ? (L'analogie de la « Galerie des miroirs »)
Imaginez un panneau solaire plat comme un mur unique. Si vous éclairez ce mur avec une lampe de poche, une partie de la lumière rebondit et est perdue à jamais.
Maintenant, imaginez deux murs face à face selon un angle, formant un V.
- Le piège à lumière : Lorsque la lumière frappe le premier mur, une partie rebondit. Mais au lieu de s'envoler vers le ciel, elle frappe le deuxième mur. Si elle rebondit sur celui-ci, elle peut frapper à nouveau le premier mur.
- La balle rebondissante : C'est comme une balle de ping-pong piégée entre deux raquettes. La lumière rebondit de nombreuses fois à l'intérieur du « V » jusqu'à ce que les cellules solaires finissent par capturer chaque photon. C'est ce qu'on appelle le « piégeage de la lumière ».
Le mystère : D'où vient l'énergie supplémentaire ?
C'est ici que cela devient surprenant. Même avec le piégeage de la lumière, les calculs suggèrent que les panneaux devraient toujours être en dessous de 100 % d'efficacité. Pourtant, ils ne l'étaient pas. Ils étaient au-dessus de 100 %.
L'article suggère une source d'énergie supplémentaire « mystérieuse » : la lumière infrarouge (la chaleur).
- La « fuite » : Lorsqu'une cellule solaire chauffe sous l'effet du soleil, elle brille naturellement d'une lumière infrarouge invisible (tout comme une cuisinière chaude brille en rouge, mais ici, c'est de la chaleur invisible). Normalement, cette énergie thermique s'échappe simplement dans l'air et est gaspillée.
- Le « recyclage » : Dans la forme en V, l'auteur affirme que cette chaleur s'échappant (la lumière infrarouge) ne part pas. Au lieu de cela, elle rebondit sur l'arrière métallique des cellules et reste piégée à l'intérieur du V, tout comme la lumière du soleil l'a fait.
- La « capture magique » : L'article soutient que les cellules solaires possèdent de minuscules imperfections (défauts) à l'intérieur d'elles. Ces imperfections agissent comme des crochets spéciaux capables de capturer cette « lumière de chaleur » (infrarouge) piégée et de la transformer en électricité supplémentaire.
L'auteur appelle cette énergie infrarouge piégée « énergie noire ». Il ne s'agit pas de l'« énergie noire » qui fait l'expansion de l'univers, mais plutôt d'une source d'énergie cachée au sein du panneau qui est habituellement ignorée.
Le résultat : Un « repas gratuit » pour l'énergie ?
Parce que la forme en V piège à la fois la lumière du soleil et la chaleur que le panneau produit, les cellules bénéficient d'une « deuxième chance ».
- Étape 1 : La lumière du soleil frappe la cellule -> produit de l'électricité.
- Étape 2 : La cellule chauffe et émet de la lumière infrarouge.
- Étape 3 : Le V piège cette lumière infrarouge et la fait rebondir vers la cellule.
- Étape 4 : La cellule capture cette lumière infrarouge et produit plus d'électricité.
L'article affirme que ce processus permet au panneau de générer plus de porteurs électriques (électrons) que le nombre de photons de lumière entrants, ce qui explique ce étrange chiffre d'efficacité de 180 %.
Que dit l'article sur l'avenir ?
L'article est très précis sur ce que cette technique peut faire actuellement d'après leurs découvertes :
- De meilleures cellules solaires : Elle peut augmenter considérablement l'efficacité de tous les types de cellules solaires (couches minces et silicium).
- Nouveaux détecteurs : L'auteur suggère que cette technique en forme de V pourrait être utilisée pour construire des détecteurs spéciaux pour la lumière infrarouge et ultraviolette.
Note importante : L'article ne prétend pas qu'il s'agit d'un produit commercial prêt pour votre toit, ni qu'il résout immédiatement les crises énergétiques mondiales. Il s'agit d'une étude scientifique proposant une nouvelle explication physique de la raison pour laquelle ces panneaux en forme de V se comportent de manière aussi étrange, suggérant que l'« énergie noire » (la chaleur infrarouge piégée) en est la clé.
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