Des nanoparticules incluses dans une encre peuvent, une fois appliquées sur une surface, se transformer en un capteur d'énergie solaire. Le rendement du matériau prototype présenté par un laboratoire texan est pour l'instant très faible, mais le prix de revient est si bas que la formule semble prometteuse et le procédé est déjà envisagé pour une prochaine exploitation commerciale.
Le passage d'une surface de matière plastique ou de métal sous un rouleau imprimeur suffit pour fabriquer une cellule solaire photovoltaïque. C'est ce que démontrent Brian Korgel et son équipe, à l'université du Texas. Le résultat est un coût de fabrication dix fois moins élevé que le procédé traditionnel qui impose un dépôt de vapeur sous vide. Mieux, cette sorte d'encre, déposée en une couche très fine (une dizaine de nanomètres), est en partie transparente et on peut déjà imaginer, avance Brian Korgel, des vitres teintées qui produiraient du courant électrique.
Le matériau lui-même est connu : c'est le CIGS, pour cuivre indium gallium sélénium. Ce semi-conducteur s'utilise déjà pour fabriquer des cellules photovoltaïques. Il s'applique en une couche mince, déposée sous vide, et formant une structure polycristalline. Le rendement n'est pas excellent mais le coût de fabrication est plus bas que celui des classiques cellules au silicium. De plus, la quantité de matière déposée est nettement plus faible.
L'énergie solaire de moins en moins chère
Depuis deux ans, l'équipe de Brian Korgel a poussé cette logique plus loin en réalisant des nanoparticules de CIGS, incluses dans un liquide porteur. Plutôt qu'un dépôt sous vide, l'application peut se réaliser par impression directe. Le rendement de ces cellules solaires n'est actuellement que de 1%, une valeur très faible comparée aux 10 à 20% affichés par les modèles actuels du commerce (et aux 40% déjà obtenus en laboratoires avec des techniques coûteuses).
Mais, explique Brian Korgel, s'il est possible d'atteindre 10%, le coût de fabrication très faible fera de ce procédé un excellent candidat pour des applications courantes. Une société américaine, Nanosolar, explore d'ailleurs cette voie de la surface sensible imprimable et promet des produits commercialisés l'an prochain.
Autant que le rendement, c'est aujourd'hui la question du coût de fabrication qui se pose aux fabricants de cellules photovoltaïques. Les procédés actuellement les plus courants sont issus de l'industrie électronique, plus aptes à produire des puces de quelques millimètres carrés que des surfaces recouvrant des toits entiers. Des modèles très efficaces, utilisés dans le domaine spatial, resteront à jamais inaccessibles au grand public.
La voie des cellules solaires à polymères organiques semble elle aussi prometteuse (comme d'autres, plus exotiques, telle celle des boîtes quantiques) et le dynamisme des recherches actuelles laisse espérer des progrès significatifs dans la décennie à venir...