Des chercheurs viennent de réaliser une percée majeure en matière de cellules photovoltaïques de type organique en augmentant leur efficacité de près de 50% d’une traite. Une avancée importante qui pourrait s’avérer décisive dans la course à la transition énergétique où le photovoltaïque ne cesse de gagner du terrain. Le point.
Quand on évoque l’énergie solaire, critiques et conservateurs avancent le fait que les cellules photovoltaïques habituelles nécessitent des matériaux rares et polluants pour leur construction. C’est sans compter sur les prouesses du secteur et des chercheurs qui ne cessent d’innover, améliorant l’efficacité et la « durabilité » des cellules biologiques chaque année. À ce titre, les cellules organiques apparaissent porteuses d’espoir dans le sens où elles transforment non seulement l’énergie du soleil en électricité, mais elles sont, en plus, de « simples » molécules vivantes, donc naturelles, avec un caractère écologique important.
Les cellules photovoltaïques organiques étudiées aujourd’hui, en dépit de leurs avantages notoires, sont entachées d’une limite contraignante : un faible rendement qui les rendent difficilement compétitives avec leurs grandes sœurs artificielles. Un problème qui pourrait bientôt être réglé au regard des dernières avancées observées par l’Institut de Technologie d’Israël Technion. « Nous avons découvert que l’efficacité des cellules photovoltaïques organiques et leur production d’électricité sont limitées par leur aspect structurel » explique le professeur Nir Tessler, directeur de cette recherche. L’équipe a ainsi démontré que certaines limites d’efficacité n’étaient pas liées à la nature même du matériau, offrant une nouvelle marge de manœuvre pour atteindre de plus hauts rendements en s’attaquant à la manière dont les cellules sont agencées.
Bande imprimée de cellules organiques photovoltaïques / infinitypv.com
Sur base de leur découverte, les chercheurs ont réalisé des tests sur leurs cellules organiques afin d’atteindre un niveau d’efficacité suffisant pour une éventuelle industrialisation du procédé. « Nous avons amélioré l’efficacité de conversion de l’énergie solaire en électricité à l’intérieur des cellules de 10 à 15% » explique Nir Tessler, soit une augmentation de 50% d’efficacité. De quoi atteindre cette limite de rendement au dessus de laquelle les experts estiment que les cellules organiques pourraient faire leur apparition sur le marché. Dans ces conditions, leur coût-efficacité pourrait être suffisant pour devenir assez compétitif et entrer dans une phase d’industrialisation et donc d’applications concrètes.
Les résultats de leurs recherches, publiés dans le Journal of Applied Physics, sont donc vivement encourageants pour l’avenir du photovoltaïque qui semble voué à remplacer graduellement et inévitablement les énergies fossiles. L’avantage de leur technique, c’est qu’elle ne nécessite pas de nouveaux matériaux plus performants (ici, d’origine organique). Elle s’attarde simplement à la manière dont les cellules sont insérées dans la structure, notamment la position des électrodes. Les chercheurs admettent qu’il reste cependant encore beaucoup de travail à leur équipe pour atteindre un prototype viable. Le professeur Tessler estime que son équipe pourra développer un prototype fonctionnel d’ici l’année prochaine.
On rappellera que le développement des cellules organiques solaires peut représenter un vrai « game-changer » dans les problématiques énergétiques et écologiques globales. Les avantages de ces cellules organiques sont, en effet, nombreux. Fines, résistantes, flexibles, peu couteuses, elles peuvent se monter sur des structures flexibles, plus fines et facilement remplaçables et recyclables. Ainsi, on peut, par exemple, placer ces cellules photovoltaïques sur de grandes toiles à coller sur les murs où les toitures, un peu comme du papier-peint, pour générer de l’électricité. Ces cellules, une fois maitrisées, pourraient éventuellement s’intégrer dans divers matériaux pour les rendre générateurs d’électricité et recharger nos appareils en toute facilité. À n’en pas douter, le soleil risque d’être une source inévitable d’énergie dans les décennies à venir.
Source : phys.org / Image à la une : Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)
