CIGS: de nouvelles cellules solaires pour les satellites ?
Par Benje le vendredi, mai 9 2008, 10:03 - Nouvelles Scientifiques - Lien permanent
Nouvelle d'origine sur Techno-Science.net
Source: BE Japon numéro 478 (7/04/2008) - Ambassade de France au Japon / ADIT -
Un groupe de recherche de l'IAT (Institute of Aerospace Technology, une des divisions de la JAXA, Japan Aerospace Exploration Agency) étudie depuis plusieurs années la possibilité d'utiliser des cellules solaires de type CIGS sur les prochains satellites. Ces cellules composées de Cuivre, Indium, Galium et Selenium ont une épaisseur de l'ordre du micron. A la fois souples et légères, elles pourraient devenir une alternative avantageuse aux panneaux solaires rigides. Leur rendement est particulièrement élevé, avec plus de 1000 W/kg contre environ 160 W/kg pour les cellules conventionnelles.
Alors qu'un panneaux solaire classique en Silicium perd, à cause du rayonnement cosmique, environ 20% de sa capacité de rendement en dix années d'utilisation, des expériences en laboratoire ont montré que le rendement des cellules CIGS ne diminuait pas, même exposées à l'équivalent d'un rayonnement de mille années en orbite géostationnaire. Après des expositions répétées à des conditions de rayonnement encore plus extrêmes, les performances finissent tout de même par se réduire (de 40% lors de ces expériences). Cependant, il a été découvert qu'en leur appliquant une forte chaleur (environ 150 degrés C), ces cellules retrouvent en quelques minutes des performances très proches de leurs performances originelles. Plus la température est élevée, plus la régénération est rapide.
Ces résultats en laboratoire ont été confirmés ensuite en orbite avec le satellite MDS-1 (appelé aussi Tsubasa) lancé en février 2002. Ce satellite géostationnaire a emporté pendant près de 600 jours des échantillons de cellules CIGS dont les performances se réduisaient momentanément, puis se rétablissaient lors des expositions à de fortes températures. Les résultats avec Tsubasa ont cependant été nuancés, car les cellules étaient recouvertes d'une couche de verre protectrice.
En octobre 2005, une expérience similaire a été effectuée avec le micro-satellite Cubesat (10x10x10cm pour 1kg), cette fois sans la couche de verre protecteur. Comme on le présageait, les cellules ne se sont pas détériorées et Cubesat est devenu à cette occasion le premier satellite a fonctionner grâce à des cellules CIGS. D'autres tests de validation en orbite sont prévus cet automne avec le lancement des mini-satellites Sohla-1 et SDS-1. Le Japon souhaite parvenir à réduire encore l'épaisseur des films de cellules CIGS et à renforcer leur flexibilité. Plusieurs utilisations possibles sont d'ores et déjà imaginées, notamment pour le cargo de ravitaillement japonais HTV, dont la structure cylindrique pourrait être recouverte facilement.
Un groupe de recherche de l'IAT (Institute of Aerospace Technology, une des divisions de la JAXA, Japan Aerospace Exploration Agency) étudie depuis plusieurs années la possibilité d'utiliser des cellules solaires de type CIGS sur les prochains satellites. Ces cellules composées de Cuivre, Indium, Galium et Selenium ont une épaisseur de l'ordre du micron. A la fois souples et légères, elles pourraient devenir une alternative avantageuse aux panneaux solaires rigides. Leur rendement est particulièrement élevé, avec plus de 1000 W/kg contre environ 160 W/kg pour les cellules conventionnelles.
Alors qu'un panneaux solaire classique en Silicium perd, à cause du rayonnement cosmique, environ 20% de sa capacité de rendement en dix années d'utilisation, des expériences en laboratoire ont montré que le rendement des cellules CIGS ne diminuait pas, même exposées à l'équivalent d'un rayonnement de mille années en orbite géostationnaire. Après des expositions répétées à des conditions de rayonnement encore plus extrêmes, les performances finissent tout de même par se réduire (de 40% lors de ces expériences). Cependant, il a été découvert qu'en leur appliquant une forte chaleur (environ 150 degrés C), ces cellules retrouvent en quelques minutes des performances très proches de leurs performances originelles. Plus la température est élevée, plus la régénération est rapide.
Ces résultats en laboratoire ont été confirmés ensuite en orbite avec le satellite MDS-1 (appelé aussi Tsubasa) lancé en février 2002. Ce satellite géostationnaire a emporté pendant près de 600 jours des échantillons de cellules CIGS dont les performances se réduisaient momentanément, puis se rétablissaient lors des expositions à de fortes températures. Les résultats avec Tsubasa ont cependant été nuancés, car les cellules étaient recouvertes d'une couche de verre protectrice.
En octobre 2005, une expérience similaire a été effectuée avec le micro-satellite Cubesat (10x10x10cm pour 1kg), cette fois sans la couche de verre protecteur. Comme on le présageait, les cellules ne se sont pas détériorées et Cubesat est devenu à cette occasion le premier satellite a fonctionner grâce à des cellules CIGS. D'autres tests de validation en orbite sont prévus cet automne avec le lancement des mini-satellites Sohla-1 et SDS-1. Le Japon souhaite parvenir à réduire encore l'épaisseur des films de cellules CIGS et à renforcer leur flexibilité. Plusieurs utilisations possibles sont d'ores et déjà imaginées, notamment pour le cargo de ravitaillement japonais HTV, dont la structure cylindrique pourrait être recouverte facilement.