Des chercheurs américains de la célèbre Université de Californie ont mis au point une nouvelle cellule solaire qui présente la caractéristique de posséder un haut niveau de transparence, ce qui ouvre d'immenses perspectives dans l'intégration et l'utilisation à grande échelle de l'énergie solaire.
Ce nouveau type de cellule solaire polymère (PSC), transparente à 70 %, produit de l'électricité en absorbant non la lumière visible, mais essentiellement la lumière infrarouge. Elle utilise un plastique photoactif capable de convertir la lumière infrarouge en courant électrique.
Comme le souligne le professeur Yang Yang, responsable du laboratoire en sciences et génie des matériaux de l'UCLA qui dirige ces recherches : "Nos nouveaux modules sont fabriqués à partir de matériaux plastiques légers et flexibles et ils peuvent être produits en grande quantité pour un coût plus faible. Ces résultats ouvrent la possibilité d'intégrer des cellules solaires transparentes en tant que modules complémentaires pour l'électronique portable, l'intégration au bâti et bien d'autres applications".
Les cellules solaires en polymère font l'objet d'intenses recherches dans le monde entier car elles présentent, en théorie, de nombreux avantages par rapport aux technologies photovoltaïques existantes qui sont beaucoup plus contraignantes. De nombreux laboratoires dans le monde travaillent sur ces cellules solaires en polymère.
Le conducteur transparent est constitué d'un mélange d'argent et de nanoparticules en dioxyde de titane. Ce nouveau type d' électrode permet également aux cellules solaires d'être fabriquées à un coût plus bas et présente un rendement d'environ 4 %.
En Europe, Michael Graetzel, professeur de chimie physique à l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) a mis au point des cellules solaires à colorant ou cellules de Graetzel. Leur fonctionnement s'inspire du mécanisme naturel de photosynthèse des plantes grâce auquel la chlorophylle présente à la surface des feuilles absorbe la lumière et émet des électrons.
Concrètement, une cellule de Graetzel est composée d'un réseau de nanocristaux d’oxyde de titane (TiO2) dont la surface est recouverte d'un colorant qui joue le rôle de sensibilisateur. Ce sensibilisateur permet l'absorption des photons et provoque l’éjection d’électrons qui sont alors absorbés par les nanoparticules d’oxyde de titane puis transportés vers une couche transparente conductrice.
Les cellules solaires sensibilisées à colorant sont bien moins coûteuses à fabriquer que les cellules classiques à base de silicium et sont en outre efficaces dans le spectre infrarouge. Toutefois, leur taux de conversion plafonne pour l'instant autour de 12 %, ce qui est deux fois à deux fois et demie inférieur au rendement des cellules photovoltaïques les plus performantes.
Mais ce faible rendement est largement compensé par le gain en coût de production et la facilité d'utilisation. Des chercheurs de l’Université de Swansea (Pays de Galles) travaillent actuellement sur un projet de recherche européen visant à implanter directement ce type de cellules solaires sur des feuilles d’acier, ce qui permettrait notamment d'utiliser les toits en acier des bâtiments pour produire à bas prix de l’électricité.
Article rédigé par Mark FURNESS pour RTFlash
