Des chercheurs de l'institut des Sciences Photoniques (ICFO) ont mis au point de nouvelles cellules solaires organiques (OPV), qui possèdent une haute capacité de conversion de l'énergie solaire en énergie électrique. Elles présentent également l'avantage d'être très fines, flexibles et transparentes, ce qui les rend idéales pour une multitude d'applications dans le domaine de l'énergie solaire, tout particulièrement pour leur intégration dans des bâtiments.

Jusqu'à maintenant, les panneaux solaires commercialisés sont, pour la plupart, composés de cellules solaires en silicium dont l'efficience de conversion de l'énergie solaire en énergie électrique avoisine les 15%, mais dont l'utilisation optimum se heurte à de nombreux obstacles : Ces cellules doivent être correctement orientées pour recevoir la lumière directe et même ainsi, restent peu sensibles à la lumière diffuse du soleil. D'autre part, elles sont opaques, pèsent lourd et occupent beaucoup d'espace. Enfin, le silicium, bien qu'extrêmement abondant à la surface de la Terre, (25% de la masse de la croute terrestre, soit un matériel pratiquement inépuisable) doit être purifié pour être utilisé dans la fabrication des cellules photovoltaïques, ce qui coute très cher.

Les chercheurs s'intéressent depuis plusieurs années à des matériaux différents pour la fabrication de ces cellules solaires, qui puissent en diminuer les couts de production. Les OPV sont une alternative connue depuis environ 20 ans. Pour autant, elles commencent seulement à prendre leur essor, principalement du fait de leurs bas coûts de production comparativement aux cellules de silicium. En outre, ces cellules présentent l'avantage de la légèreté, de la flexibilité et d'une plus grande sensibilité à la lumière diffuse comme à la lumière solaire indirecte. Enfin, elles offrent des perspectives en matière de transparence.

Cependant, leur efficience de conversion de l'énergie solaire en énergie électrique reste très faible, de l'ordre de 6%, bien en dessous des performances des cellules solaires inorganiques à base de silicium. Le défi relevé par les chercheurs de l'ICFO consistait à utiliser les propriétés de flexibilité et de transparence potentielle des OPV, tout en optimisant leur efficience.

Les OPVs, tout comme le reste des technologies photovoltaïques expriment leur maximum d'efficience de conversion lumière/ électricité lorsqu'elles sont opaques. Pour transformer ces cellules solaires organiques opaques en cellules semi-transparentes, les électrodes de métal qui la composent doivent être réduites à des diamètres de l'ordre du nanomètre, ce qui réduit considérablement la quantité d'énergie solaire qui peut être captée, du fait d'une moindre surface d'échange.

L'addition d'un cristal photonique à une OPV semi-transparente, par les chercheurs de l'IFCO, leur a permis d'atteindre une efficience de conversion de ladite cellule presque aussi élevée que celle de son équivalent opaque : la présence du cristal photonique dans la cellule permettant d'augmenter la part de rayonnement infrarouge et ultraviolet absorbés, les OPVs atteignent alors une efficience de 5.6%, tout en conservant une excellente transparence, selon l'équipe de l'IFCO.

Ces résultats permettent de concilier des objectifs d'efficience et de transparence rendant les nouvelles cellules potentiellement très attractives pour le secteur des technologies photovoltaïques intégrés aux bâtiments. La généralisation de l'utilisation du photovoltaïque, permettrait à plus ou moins long terme d'augmenter la part d'énergie électrique "propre" produite, et contribuerait à nous affranchir des sources d'énergie fossile.

L'efficience obtenue pour ces OPVs semi-transparentes est encore assez sensiblement inférieure à celles des cellules en silicium, et devra encore être améliorée, mais selon Jordi Martorell, professeur à l'Université Polytechnique de Catalogne (UPC) et qui a dirigé cette étude pour l'ICFO, "Cette découverte ouvre une voie d'innovation pour d'autres applications industrielles dans le secteur de l'énergie photovoltaïque transparente. A moyen terme on pourrait espérer atteindre des niveaux de transparence et d'efficience de conversion suffisamment élevés pour alimenter des dispositifs électroniques tels que des écrans, tablettes et des Smartphones.

A cet égard, le projet européen dit "Solution Processed High Performance Transparent Organic Photovoltaic Cells" (SOLPROCEL), récemment approuvé, permettra à un consortium d'industries et de chercheurs dirigés par l'IFCO, de commencer une étude de capacité de ces OPVs, pour améliorer leur stabilité, leur durée de vie utile, et tenter d'améliorer leur efficience.

Pour en savoir plus, contacts :
    
- Article publié par l'ICFO dans la revue nature : http://www.nature : com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2013.276.html
- plus d'informations sur le projet SOLPROCEL : http://www.icfo.eu/newsroom/news2.php?id_news=2109&subsection=home
    
Origine :

Code brève ADIT : 74372

BE Espagne numéro 131 (19/11/2013) - Ambassade de France en Espagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/74372.htm

Sources :

- Site internet de l'IFCO : http://www.icfo.eu/research/news2.php?id=22&id_news=2117
- Noticia Sinc 21/10/2013 : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/A0bvS

Rédacteurs :
    
Mathilde Arene, Chargée de Mission Scientifique - Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
            

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