Le dioxyde d'étain peut-il améliorer efficacement le rendement de la production d'énergie solaire ? Existe-t-il aussi des matériaux transparents pour les semi-conducteurs ?

La crise énergétique a toujours été un sujet récurrent, et le développement de nouvelles énergies renouvelables ainsi que l'amélioration de l'utilisation de l'énergie constituent des axes stratégiques à long terme pour la production et le développement. Parmi ces solutions, le développement de l'énergie solaire a suscité un vif intérêt chez les chercheurs du monde entier , car elle provient du soleil et est inépuisable . Cependant, le rendement de conversion de l'énergie solaire en énergie électrique ou chimique a toujours été critiqué et représente un obstacle majeur pour le développement de ces énergies renouvelables.   développement de l'énergie solaire .

L'étude des cellules solaires est indissociable de celle des semi-conducteurs. De manière générale , plus la couleur des semi-conducteurs est transparente , meilleures sont leur conductivité et leurs performances .   Il existe dans notre vie des matériaux transparents comme le verre, le plastique,   Les semi-conducteurs ( dioxyde de silicium et dioxyde de titane , etc.) sont des exemples de matériaux utilisés. Cependant, les matériaux à la fois transparents et conducteurs sont très rares. Ces deux propriétés n'ont pu être parfaitement combinées qu'après la découverte du dioxyde d'étain . Récemment, des chercheurs ont découvert que le dioxyde d'étain, matériau à la fois transparent et conducteur, est un excellent semi-conducteur.

La mobilité est un indicateur important pour mesurer les performances des semi-conducteurs ; elle est étroitement liée à la vitesse de déplacement des électrons au sein d'une substance. Dans le dioxyde d'étain, l'étain et l'oxygène sont liés par des liaisons ioniques. Les chercheurs ont constaté que la mobilité électronique dans le film de dioxyde d'étain est très élevée. Cette mobilité élevée confère au dioxyde d'étain des propriétés à la fois conductrices et transparentes. Les semi-conducteurs sont essentiels à la fabrication des puces informatiques et des panneaux solaires. Le développement de ce matériau devrait permettre de l'appliquer aux LED de nouvelle génération, aux panneaux solaires photovoltaïques et à la technologie des écrans tactiles.

En réalité, le dioxyde d'étain est utilisé dans l'industrie depuis 1960, notamment pour les capteurs de gaz et les électrodes transparentes destinées aux dispositifs solaires. La forte mobilité des électrons dans le dioxyde d'étain en fait un matériau essentiel pour ces applications.. H Une mobilité électronique plus élevée serait préférable pour la plupart des applications . Cependant, le dioxyde d'étain ne présente une telle mobilité électronique que dans les cristaux massifs . Les chercheurs ont indiqué que le dioxyde d'étain présentait la mobilité la plus élevée dans le film.

Pour le dioxyde d'étain, l'augmentation de la mobilité permet non seulement d'améliorer la conductivité du matériau, mais aussi sa transparence. Plus un semi-conducteur est transparent , plus il transmet de lumière. De ce fait, son application aux cellules solaires est tout à fait pertinente. Des chercheurs ont élaboré un film mince de dioxyde d'étain et ont constaté que ce film transmet la lumière visible et le proche infrarouge (principal domaine de concentration de l'énergie solaire), ce qui représente un avantage considérable pour le rendement de conversion des panneaux solaires photovoltaïques .