Nitrure abondant pour cellule solaire tandem – NITA

Les cellules solaires dites tandem sont considérées comme étant la technologie la plus prometteuse pour améliorer les rendements des panneaux solaires. Actuellement seules les cellules tandem utilisant des multi-jonctions III-V coûteuses ou des structures hybrides combinant une cellule III-V et une cellule Si permettent d’atteindre des rendements>30%. D’autres matériaux sont également étudiés de manière intensive par la communauté photovoltaïque (pérovskite, CuInGa(S,Se)2, organique), mais ils contiennent des éléments toxiques ou rares et leurs performances restent limitées.
Le projet NITA propose une alternative originale en développant une cellule supérieure basée sur l’alliage (Zn1 – xMgx)3N2, compatible avec la technologie c-Si et ne contenant que des éléments abondants et non toxiques.
Le cœur du projet NITA est de combiner Zn3N2 et Mg3N2 pour élaborer le nouvel alliage ternaire (Zn1 – xMgx)3N2 dont l’énergie de bande interdite peut être modulée de 1,0 eV à 2,9 eV. Théoriquement, une cellule supérieure dont l’énergie de bande interdite est de 1,7eV représente le parfait complétement pour former une cellule solaire tandem compatible avec la technologie c-Si. La valeur idéale de 1.7 eV est théoriquement obtenue pour une composition en Mg de x~0.4.
Le développement de nouvelles technologies pour des cellules solaires tandem à faible coût et à fort rendement, basées sur des matériaux non critiques, représente une occasion unique de relancer une industrie competitive du photovoltaïque en Europe. L’objectif principal du projet NITA aura un fort impact sociétal à travers le développement d’une source d’énergie verte à faible coût permettant de devenir indépendant des énergies fossiles actuellement utilisées. En effet, le remplacement de l’énergie fossile par des panneaux solaires photovoltaïques répondra également à la transition écologique que l’Europe a prévu d’atteindre d’ici 2030.