Une nouvelle conception de cellules solaires transparentes pourrait combiner des rendements élevés avec une durée de vie estimée à 30 ans, ouvrant la voie à des fenêtres qui fournissent également de l'énergie solaire.
"L'énergie solaire est la forme d'énergie la moins chère que l'humanité ait produite depuis la révolution industrielle", dit-il. Stephen Forest, professeur de génie électrique à l'Université du Michigan, qui a dirigé la recherche. "Avec ces dispositifs transparents utilisés sur les fenêtres, un bâtiment devient une centrale électrique."
Le silicium va perdre du terrain
Même s'il reste roi pour l'efficacité de ses panneaux solaires, le silicium ne permet pas d'en réaliser des transparents. Pour créer des panneaux solaires adaptés aux fenêtres, les chercheurs ont exploré des matériaux organiques ou à base de carbone. Le défi pour l’équipe était d’empêcher les matériaux organiques efficaces qui convertissent la lumière de se dégrader rapidement pendant leur utilisation. Des expériences antérieures ont produit des panneaux dont l'efficacité est tombée en dessous de 40 % de leur valeur en seulement 12 semaines.
En étudiant la nature des dommages subis par ces cellules solaires, l'équipe a reconnu qu'elles avaient juste besoin de s'améliorer à quelques endroits. Tout d'abord, en bloquant la lumière UV. Pour cela, ils ont ajouté une fine couche d'oxyde de zinc sur la face du verre tournée vers le soleil. Pour protéger les dispositifs absorbant la lumière, l'équipe a ajouté deux couches de matériaux à base de carbone.
Les tests sur des cellules solaires transparentes
L'équipe a ensuite testé la capacité de défense des nouvelles cellules transparentes. Il l'a fait avec des intensités variables de lumière solaire simulée, du soleil typique 1 jusqu'à la lumière de 27 soleils et des températures aussi élevées que 150 degrés Fahrenheit. En étudiant comment les performances diminuaient dans ces conditions, l'équipe a calculé que ces cellules solaires sont transparentes ils fonctionneraient toujours avec une efficacité de 80 % après 30 ans. Un bond en avant extraordinaire.
Forrest voit ces appareils se retrouver directement dans les fenêtres des maisons. Ils sont actuellement transparents à 40 %, mais l’objectif de 60 % de transparence approche à grands pas.
Étant donné que les matériaux de ces cellules transparentes peuvent être stockés et transportés sous forme de liquides, les coûts de fabrication devraient être relativement faibles.
La recherche a été publiée sur Communications Nature
