Développement de l'énergie propre : l'IA contribuera à créer de nouveaux matériaux pour les cellules solaires

Les informations ci-dessus ont été présentées lors du séminaire « Matériaux pour un avenir durable » organisé lors de la Semaine des sciences et technologies de la Fondation VinFuture 2024 le matin du 4 décembre à Hanoi.

Le professeur Martin Green, directeur fondateur du Centre de photovoltaïque avancé de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud (Australie), membre du Conseil du prix VinFuture, a déclaré que la technologie utilisée dans la fabrication des cellules solaires a beaucoup changé au cours de la dernière décennie. L’efficacité des panneaux est passée de 16% à 21,6%. Les technologies de fabrication de cellules solaires se développent rapidement sous 4 formes principales : Topcon, HJT, IBC, Perc.

Selon lui, les cellules solaires en silicium sont un matériau de base fiable, populaire et efficace. Au cours de la dernière décennie, le prix des panneaux solaires a chuté de façon spectaculaire, passant de 1 $/W en 2009 à 0,10 $/W aujourd’hui. L'efficacité des panneaux solaires a également augmenté de 16% à 21,6%, grâce à l'application de technologies avancées telles que TOPcon, HJT, IBC et PERC.

« Alors que la demande mondiale d'énergie atteint 1 térawatt (TW) l'année prochaine, le silicium continuera à jouer un rôle clé grâce à sa capacité à fournir une fabrication à faible coût », a-t-il déclaré, ajoutant que si le silicium est un matériau supérieur, pour obtenir des performances plus élevées, il est nécessaire de trouver des moyens de le combiner avec d'autres matériaux.

Selon le professeur Green, l’empilement de couches de matériaux comme la pérovskite pourrait augmenter l’efficacité de 30 à 40 %. Cependant, le matériau combiné doit répondre aux exigences : être facilement disponible, non toxique et compatible avec le silicone.

Il a prédit que le développement de nouveaux matériaux pour les cellules solaires est un facteur clé pour promouvoir les applications de l’énergie solaire à grande échelle, contribuant à réduire la dépendance aux combustibles fossiles et à évoluer vers un avenir énergétique propre. « La troisième révolution énergétique pourrait être la révolution solaire, avec de nouveaux matériaux capables de convertir l’énergie solaire en électricité avec une efficacité sans précédent et à faible coût », a-t-il déclaré.

Le professeur Sir Richard Henry Friend, de l'Université de Cambridge, au Royaume-Uni, recommande de passer de l'argent à des métaux plus courants comme le cuivre dans la production de cellules solaires. Cela contribue à réduire la dépendance aux métaux précieux et garantit une source durable.

L'expert a cité l'exemple d'une université de Hong Kong (Chine) appliquant l'IA pour aider à réduire le temps dans le processus de simulation informatique des matériaux, en disposant différentes couches sur du silicium, en fournissant des directions de recherche très rapides, en créant des raccourcis dans la recherche sur les matériaux. « Je soutiens le rôle de l’IA dans la recherche », a-t-il déclaré.

L’avenir de l’énergie solaire ne réside pas seulement dans l’amélioration des matériaux, mais également dans l’application de la technologie de l’intelligence artificielle (IA). L'IA simule, sélectionne les produits matériels et optimise les processus de fabrication, économisant ainsi du temps et des coûts.

La professeure Marina Freitag, chercheuse à la Royal Society (URF) de l'Université de Newcastle (Royaume-Uni), a déclaré que lors du développement de nouveaux matériaux, ceux-ci sont adaptables mais qu'ils évoluent également au fil du temps.

Elle suggère d’incorporer de la pérovskite, un matériau potentiel avec des performances similaires à celles du silicium et une bonne recyclabilité. La combinaison de la pérovskite avec le silicium réduit non seulement la quantité de silicium nécessaire jusqu'à 80 %, mais augmente également l'efficacité de la production et réduit considérablement les émissions de CO2 et la quantité de terres agricoles nécessaires aux systèmes de cellules solaires.

En accord avec les avis des experts, le professeur Nguyen Thuc Quyen, de l'Université de Californie, aux États-Unis, a également noté que l'IA doit aller de pair avec les considérations relatives à la consommation d'énergie et aux centres de données. La normalisation des données et l’amélioration de la qualité des informations saisies sont également essentielles pour que l’IA soit efficace.

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