Un nouveau prototype de générateur d’énergie solaire mis au point par l’Université Ben-Gourion du Néguev (BGU) et des équipes de recherche aux États-Unis sera déployé lors du premier lancement de la NASA vers la station spatiale internationale en 2020.
Le système photovoltaïque compact à microconcentrateur pourrait fournir un watt par kilogramme de puissance sans précédent, ce qui est essentiel pour réduire les coûts des vols spatiaux privés.
Étant donné que les coûts totaux d’un lancement diminuent, les systèmes d’énergie solaire représentent désormais une fraction plus importante que jamais du coût total du système. La concentration optique peut améliorer l’efficacité et réduire les coûts de l’énergie photovoltaïque, mais elle est traditionnellement trop encombrante, massive et peu fiable pour une utilisation spatiale.
En collaboration avec des collègues américains, le professeur (émérite) Jeffrey Gordon, du département d’énergie solaire et de physique de l’environnement de BGU Alexandre Yersin, Jacob Blaustein Institutes for Desert Research, a développé ce prototype de première génération (1,7 mm de large) qui est légèrement plus épais qu’une feuille de papier (10 mm) et légèrement plus grand qu’une pièce de quart (quarter) de dollar américain.
Pr Jeffrey Gordon
« Ces résultats fondent les bases des futurs systèmes photovoltaïques des micro-concentrateurs spatiaux et tracent un chemin réaliste pour dépasser 350 W/kg de puissance spécifique à plus de 33 % d’efficacité de conversion de puissance en réduisant l’échelle à des micro-cellules encore plus petites. Ils pourraient remplacer les cellules solaires spatiales existantes à un coût nettement inférieur », expliquent les chercheurs.
Une deuxième génération de cellules solaires plus efficaces, actuellement fabriquées dans les laboratoires de recherche de la marine américaine, ne mesurent que 0,17 mm par côté, 1,0 mm d’épaisseur et augmenteront encore la puissance spécifique. En cas de succès, de futurs réseaux seront planifiés pour des initiatives spatiales privées, ainsi que pour des agences spatiales poursuivant de nouvelles missions nécessitant une puissance élevée pour la propulsion électrique et les missions spatiales profondes, notamment vers Jupiter et Saturne.
Etude publiée dans Optics Express