Développement d'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) et membre du Conseil du Prix VinFuture, a déclaré que la technologie utilisée pour la fabrication des cellules solaires a considérablement évolué au cours de la dernière décennie. Le rendement des panneaux est passé de 16 % à 21,6 %. Les technologies de fabrication de cellules solaires se développent rapidement et se répartissent en quatre grands types : Topcon, HJT, IBC et Perc.

Selon lui, les cellules solaires en silicium constituent un matériau de base fiable, populaire et efficace. Au cours de la dernière décennie, le prix des cellules solaires a fortement chuté, passant de 1 $/W en 2009 à 0,10 $/W aujourd'hui. Le rendement des panneaux solaires a également progressé 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 à certaines exigences : être facilement disponible, non toxique et compatible avec le silicium.

Il a prédit que le développement de nouveaux matériaux pour les cellules solaires était un facteur clé pour promouvoir les applications de l'énergie solaire à grande échelle, contribuant ainsi 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 un rendement sans précédent et un faible coût », a-t-il déclaré.

Le professeur Sir Richard Henry Friend, de l'Université de Cambridge (Royaume-Uni), recommande de remplacer l'argent par des métaux plus courants comme le cuivre dans la production de cellules solaires. Cela permet de réduire la dépendance aux métaux précieux et de garantir une source stable.

L'expert a cité une université de Hong Kong (Chine) qui a utilisé l'IA pour réduire le temps de simulation informatique des matériaux, en disposant différentes couches sur du silicium, offrant ainsi des pistes de recherche très rapides et 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 aussi dans l'application de l'intelligence artificielle (IA). L'IA simule, sélectionne les matériaux et optimise les processus de fabrication, permettant ainsi de gagner du temps et de réduire les 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'associer la pérovskite, un matériau prometteur aux performances comparables à celles du silicium et à une bonne recyclabilité. L'association de la pérovskite et du silicium permet non seulement de réduire jusqu'à 80 % la quantité de silicium nécessaire, mais aussi d'accroître l'efficacité de la production et de réduire considérablement les émissions de CO2 et la superficie des terres agricoles nécessaires à la production de panneaux solaires.

Partageant l'avis des experts, le professeur Nguyen Thuc Quyen, de l'Université de Californie (États-Unis), a également souligné que l'IA doit aller de pair avec les considérations relatives à la consommation d'énergie et aux centres de données. La standardisation des données et l'amélioration de la qualité des informations saisies sont également essentielles à l'efficacité de l'IA.

Ha Cuong

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