Imaginez une technologie qui, lorsqu’elle subit des dommages, a la capacité de se réparer elle-même et de retrouver son efficacité initiale. C’est exactement ce que des chercheurs australiens ont réussi à accomplir avec leurs cellules solaires en pérovskite.
Au cours des dernières années, la diminution drastique des coûts de lancement et de fabrication du matériel spatial a permis l’émergence d’un nouvel environnement concurrentiel dans l’espace extra-atmosphérique. De nouvelles opportunités, telles que l’exploitation de l’énergie solaire spatiale, sont de plus en plus considérées. Parallèlement à cette effervescence, le nombre de satellites en orbite a fortement augmenté. SpaceX, par exemple, a déjà mis en orbite plus de 4000 satellites Starlink (chiffre de mai 2023) et prévoit d’en déployer près de 12 000 au total. La Chine, quant à elle, envisagerait d’en lancer jusqu’à 13 000.
Cette course vers l’espace exacerbe le problème de la durabilité des satellites, notamment leur dégradation progressive due à l’exposition aux radiations. Face à cette problématique, des chercheurs de l’Université de Sydney, en Australie, ont décidé de relever le défi avec audace. Ils ont mis au point un panneau solaire en pérovskite capable de s’autoréparer, une innovation qui pourrait changer la donne en prolongeant la durée de vie des satellites et en contribuant à résoudre le problème croissant des déchets spatiaux. Ils ont partagé les détails de leur étude sur Wiley Online Library.
Une autoréparation permettant de retrouver 100% de l’efficacité d’origine
Ces cellules solaires — faites de pérovskite —, lorsqu’elles sont exposées à des rayonnements, peuvent développer des défauts structurels qui réduisent leur aptitude à convertir l’énergie solaire en électricité. La clé pour inverser ces effets réside dans un processus de recuit thermique sous vide. En quoi cela consiste-t-il ? Concrètement, les cellules solaires endommagées sont chauffées à haute température dans un environnement pratiquement exempt d’air. Cette chaleur injecte de l’énergie dans les atomes du matériau, les poussant à corriger leurs propres anomalies créées par le rayonnement. Autrement dit, les atomes perturbés par le rayonnement peuvent se repositionner à leur emplacement d’origine, éliminant ainsi le défaut.
Résultat, une cellule qui rectifie ses propres imperfections et qui retrouve ainsi son efficacité originelle. Étonnamment, cette technique permet au matériau de retrouver 100% de son efficacité initiale après le réchauffement. C’est comme si la cellule solaire n’avait jamais été endommagée. Une avancée significative dans le domaine de l’énergie solaire.
Allongement de la durée de vie des satellites et économies financières
Le potentiel de cette avancée technologie dépasse largement la seule augmentation d’efficacité des cellules solaires. En effet, elle pourrait avoir des implications majeures pour l’industrie spatiale, en particulier celles liées à la durée de vie des satellites.
Actuellement, les dommages causés par le rayonnement peuvent réduire l’efficacité des panneaux solaires des satellites jusqu’à 10% chaque année. Ce taux de dégradation accéléré conduit inévitablement à une diminution de la durée de vie des satellites, qui finissent par devenir inutilisables et se transforment en débris spatiaux — un problème de plus en plus préoccupant.
Cependant, la capacité d’autoréparation des cellules solaires en pérovskite rapportée par les chercheurs pourrait changer la donne. En prolongeant la durée de vie des cellules solaires des satellites, leur transformation en déchets spatiaux est retardée.
De plus, cette technologie pourrait changer notre façon de concevoir les systèmes de capture d’énergie solaire pour les applications spatiales. En effet, l’équipe de recherche australienne espère que son travail contribuera au développement de cellules solaires plus légères et moins coûteuses pour les futures missions spatiales. Cette innovation pourrait donc non seulement préserver le fonctionnement des satellites, mais aussi réduire les coûts associés à leur lancement et à leur entretien, faisant d’une pierre deux coups dans notre quête d’une exploration spatiale plus durable et économique.