Transformer vos fenêtres en panneaux solaires ? L’idée n’est peut-être pas si saugrenue que ça, si on en croit les recherches d’une équipe de l’Université du Tohoku (Japon). Ils sont parvenus à créer des cellules photovoltaïques en utilisant des matériaux qui atteignent une transparence de 79%, offrant de nombreuses possibilités d’application : fenêtres, pare-brise de voiture, ou même sur la peau humaine selon les chercheurs.
« Les scientifiques ont longtemps cherché à développer des cellules solaires transparentes, mais les matériaux appropriés n’existaient pas jusqu’à présent », affirme un communiqué de l’université du Tohoku. Ce sont donc bien les matériaux qui constituent la clef de voûte de leurs recherches. Les avancées ont été décrites dans la revue Nature.
En théorie, ces nouvelles cellules photovoltaïques transparentes pourraient être placées sur de nombreuses surfaces : des vitres, des pare-brise de voiture, ou même, souligne l’université… sur la peau humaine.
Pour réaliser ces cellules, les chercheurs ont utilisé de l’oxyde d’indium et d’étain. Il s’agit de l’un des oxydes conducteurs transparents les plus utilisés. Ils ont également utilisé du disulfure de tungstène. « Ils ont enduit divers métaux minces d’oxyde d’indium et d’étain (ITO) et inséré une fine couche d’oxyde de tungstène entre l’ITO enduit et le disulfure de tungstène », précise l’université.
La transparence n’est toutefois pas le seul atout de ces nouvelles cellules photovoltaïques. Elle sont aussi, à en croire les scientifiques, redoutablement efficaces : « La façon dont nous avons formé la cellule solaire a entraîné une efficacité de conversion de puissance plus de 1000 fois supérieure à celle d’un appareil utilisant une électrode ITO normale », souligne ainsi Toshiaki Kato, auteur correspondant de l’article et professeur associé à la Graduate School of Engineering de l’Université de Tohoku.
De la cellule photovoltaïque au panneau solaire
L’université met en avant le côté discret des nouveaux panneaux solaires que pourraient amener ces recherches. Pourtant, il ne s’agit bien évidemment pas simplement de questions d’esthétique. En effet, le débat est vif à l’heure actuelle sur l’exploitation des surfaces nécessaires pour développer l’énergie photovoltaïque. En France, « si aujourd’hui les puissances installées en solaire se répartissent à cinquante-cinquante au sol et sur du bâti, la dynamique est clairement en faveur des installations à terre. D’abord parce qu’installer sur une construction existante coûte paradoxalement encore trop cher, ou dégage une rentabilité moindre qu’au sol », peut-on ainsi lire dans une enquête de Reporterre sur le sujet. De nouveaux matériaux, plus faciles à intégrer dans le bâti, pourraient donc faire évoluer les choses.
L’équipe travaille aujourd’hui sur la façon dont ces cellules photovoltaïques pourraient être intégrées pour former de véritables panneaux solaires. En effet, même si une cellule solaire est fonctionnelle au niveau individuel, cela ne signifie pas qu’on puisse les multiplier tout en gardant leur efficacité intacte. « Il est nécessaire de choisir une conception architecturale appropriée pour mettre à l’échelle les cellules solaires », expliquent les scientifiques. Ils ont déjà commencé à creuser la question, et ont partagé des avancées à ce sujet : « Nous avons découvert les modifications de conception appropriées nécessaires pour éviter une chute de tension inattendue qui accompagne l’augmentation de la surface de l’appareil », affirme Toshiaki Kato.