Pour fabriquer des fenêtres capables de produire de l’énergie, il faut concevoir des cellules photovoltaïques transparentes et qui durent dans le temps. Des chercheurs semblent être sur une piste intéressante. © Robert Coelius, Michigan Engineering
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Les fenêtres photovoltaïques arrivent

ActualitéClassé sous :Physique , énergie , énergie renouvelable

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[EN VIDÉO] Qu'est-ce que l'énergie photovoltaïque ?  L’énergie photovoltaïque, tout le monde en parle et certains d’entre nous en profitent peut-être même. Mais savons-nous pour autant vraiment ce qui se joue au cœur d’une cellule solaire ? Marion Perrin, docteur en électrochimie, nous présente, en vidéo, le principe physique qui se cache derrière cette énergie renouvelable. 

La technologie des cellules photovoltaïques organiques est prometteuse. Mais ces dernières souffrent encore d'une durée de vie insuffisante. Des chercheurs pourraient avoir trouvé le moyen de prolonger leur efficacité jusqu'à 30 ans.

Des panneaux solaires sur le toit, c'est bien. Mais si vous les doublez de panneaux photovoltaïques sur les fenêtres, c'est encore mieux. L'ennui, c'est que le silicium n'est pas transparent. C'est pourquoi les chercheurs explorent depuis quelque temps d'autres matériaux susceptibles de collecter l'énergie du soleil. Des matériaux organiques. Et certains s'avèrent plutôt efficaces.

Les cellules solaires à base de ce que les physiciens appellent des accepteurs non-fullerènes -- rappelons que les fullerènes sont des molécules composées de nombreux atomes de carbone -- et qui incorporent du soufre, atteignent ainsi des rendements de 18 %. Autant que les cellules au silicium. Malheureusement, elles souffrent d'une courte durée de vie.

Mais les travaux d’une équipe internationale pourraient bien changer la donne. Les chercheurs expliquent en effet aujourd'hui que les accepteurs non-fullerènes contiennent des liaisons faibles qui se dissocient facilement sous l'effet des photons, notamment des photons ultraviolets venant du soleil.

Ici, la structure imaginée par les chercheurs pour leur cellule photovoltaïque. © Kan Ding, Université du Michigan

Des couches de protection

Pour contrer cela, les chercheurs ont choisi d'ajouter une couche d'oxyde de zinc -- un ingrédient que l'on trouve même dans les crèmes solaires -- sur la face du panneau exposée au soleil. Pour éviter qu'elle fragilise l'absorbeur de lumière, les chercheurs ont ajouté une couche tampon de matériau à base de carbone. Ainsi qu'une autre couche tampon en fullerène du côté de l'électrode.

Les tests réalisés ensuite ont montré que de telles cellules solaires photovoltaïques fonctionneraient toujours à 80 % de leur efficacité maximale après 30 ans. Avant qu'elles ne viennent équiper nos fenêtres, les chercheurs devront toutefois encore améliorer leur transparence. Elle n'est aujourd'hui que de 40 % -- ils visent 60 %. Et ils espèrent réussir à augmenter leur efficacité, pour passer de 10 à 15 %. Le tout avec des coûts de fabrication a priori relativement faibles.

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