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Des ingénieurs ont développé une cellule solaire semi-transparente qui offre un niveau d’efficacité viable. Cela pourrait nous rapprocher d’un avenir où les fenêtres pourraient également faire office de panneaux solaires. Une découverte qui pourrait révolutionner l’architecture et la production d’énergie.

Selon les experts, deux mètres carrés de cellules photovoltaïques à pérovskites (PSC) de nouvelle génération seraient suffisants pour produire environ autant d’électricité qu’un panneau solaire standard, soit de l’ordre de 140 watts par mètre, s’ils sont teintés au même degré que les fenêtres solaires actuelles.

Le principe du vitrage solaire est quelque chose sur lequel les chercheurs travaillent depuis des années. Il s’agit d’un système de panneaux solaires intégrés dans du double vitrage. Cependant, pour l’instant, personne n’a vraiment atteint le point idéal en termes d’efficacité, de stabilité et de coûts.

L’équipe derrière ce nouveau projet affirme qu’elle est très proche de ce but : « L’énergie solaire sur le toit a une efficacité de conversion comprise entre 15 et 20%. Les cellules semi-transparentes ont une efficacité de conversion de 17%, tout en transmettant toujours plus de 10% de la lumière entrante », explique le chimiste des matériaux Jacek Jasieniak, de l’Université Monash, en Australie. « Cela fait longtemps que l’on rêve d’avoir des fenêtres qui produisent de l’électricité, et maintenant cela semble possible », a ajouté Monash.

cellules photovoltaiques

Une cellule photovoltaïque semi-transparente en pérovskite avec des niveaux contrastés de transparence à la lumière. Crédits : Dr Jae Choul Yu

L’élément clé dans les travaux des chercheurs est le fait de remplacer un composant des cellules photovoltaïques (le Spiro-OMeTAD) par un polymère spécialement conçu, basé sur un semi-conducteur organique, qui permet d’augmenter la stabilité globale du matériau. En effet, cette stabilité est absolument cruciale dans les matériaux exposés au soleil toute la journée.

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C’est en ajoutant les augmentations récentes d’efficacité des PSC que l’on peut réellement se rendre compte pourquoi cette technologie solaire est de plus en plus attrayante sur le plan commercial.

Cependant, vous ne pourrez pas regarder à travers une fenêtre parfaitement claire et en tirer le maximum d’efficacité énergétique : en effet, il y a toujours un équilibre à trouver entre l’opacité et l’efficacité. « Il y a un compromis », explique Jasieniak. « Les cellules solaires peuvent être rendues plus ou moins transparentes. Plus elles sont transparentes, moins elles génèrent d’électricité, ce qui sera un élément à considérer pour les architectes », a-t-il ajouté.

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Malgré cette avancée majeure, il faudra encore du temps (peut-être jusqu’à une dizaine d’années) avant que cette technologie puisse être commercialisée et mise à l’échelle. Les scientifiques travaillent activement avec de nombreux partenaires commerciaux pour essayer d’intégrer les cellules solaires dans les plans de construction futurs.

Par exemple, selon l’équipe de chercheurs, les bâtiments à plusieurs étages où le vitrage est déjà coûteux, seront très certainement les premiers bénéficiaires de cette technologie, car son ajout ne coûtera pas très cher et pourra surtout, à terme, permettre d’importantes économies d’électricité.

Parmi les possibilités que les chercheurs explorent actuellement, il y a le fait de combiner une couche de cellules photovoltaïques à pérovskites avec une couche de cellules photovoltaïques organiques (le type plus traditionnel) pour obtenir les avantages des deux types distincts. « Ces cellules photovoltaïques signifient un grand changement dans notre manière de penser les bâtiments, ainsi que leur fonctionnement », explique Jasieniak. « Jusqu’à présent, chaque bâtiment a été conçu en supposant que les fenêtres sont fondamentalement passives. Désormais, elles produiront activement de l’électricité », a-t-il ajouté.

Sources : Nano Energy, Exciton science

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Une réponse

  1. Pierre Jones-Savard

    Pour moi cela serait surtout utile pour faire fonctionner les systèmes a air climatisé durant l’été, l’hivers l’effet de serre est suffisante!

    Répondre

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