CELLULES SOLAIRES en PLASTIQUE : 10,8% d’EFFICACITÉ!

Image provnenat de http://www.plasticstoday.com/

Des capteurs solaires en plastique, mais pourquoi?? Pour plusieurs raisons : les polymères organiques peuvent être produits en grand volume à faibles coûts produisant des capteurs solaires légers, flexibles et économiques. À ces qualités, nous pourrons bientôt dire qu’ils sont aussi efficaces : des chercheurs du laboratoire Yang Yang de l’université UCLA en Californie aux États-Unis ont établi un nouveau record de conversion de puissance à 10,6%!

Dans le domaine des capteurs solaires, ce n’est pas facile de s’y retrouver en matière d’efficacité de conversion énergétique. À preuve, cette charte émise par le «National Renewable Energy Laboratory» (NREL) du «U.S. Department of Energy’s» (DOE) :

Image provenant de http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/t

Selon le NREL et Wikipedia, il y a 4 grandes catégories de capteurs : les cellules à jonction simple et couches multiples aussi appelé tandem (en mauve) , les cellules crystallines de silicium (bleu), les technologies de films minces (vert) et les technologies émergentes utilisant les polymères organiques (orange).

Les cellules à jonction simple s’approchent actuellement  de l’efficacité théorique limite de 37,7%, appelée limite de Shockley-Queisser établie en 1961. L’avenir semble toutefois appartenir aux cellules solaires à couches multiples qui ont une limite théorique de 86%.

L’équipe du professeur Yang Yang à l’université UCLA a réussi à atteindre cette nouvelle marque record de 10,6% en utilisant l’approche des couches multiples ou tandem.

Image provenant de http://newsroom.ucla.edu/

Les cellulaires solaires en tandem permettent de combiner des matériaux qui absorbent l’énergie par des bandes d’énergie différentes. Le défi est de trouver des cellules qui vont bien se combiner pour extraire du soleil le maximum d’énergie pour une superficie donnée. C’est en ajoutant un nouveau polymère qui absorbe l’énergie provenant des bandes d’énergie infrarouges, produit par la compagnie Sumitomo Chemical au Japon, qui a permis à l’équipe de chercheurs d’atteindre cette nouvelle marque.

 

Image provenant de http://www.popartuk.com/Pour le professeur Yang Yang, c’est un peu comme si vous ajoutiez un second étage à un autobus pour en faire un «double-decker» (comme on en voit en Angleterre). Le premier étage de l’autobus permet de transporter un certain nombre de passagers:  ajouter un second étage vous permet de transporter beaucoup plus de passagers pour un même espace utilisé sur la route. Ce passage d’une cellule solaire simple à un cellule solaire en tandem leur a permis d’atteindre rapidement ce nouveau rendement énergétique de 10,6% (leur ancien record de 8,62% avait été réalisé en juillet 2011).  Il est maintenant possible à ce niveau de rendement de planifier des applications commerciales de ce produit dans un avenir rapproché. La compagnie Solarmer Energy située à El Monte en Californie collabore avec le professeur Yang Yang du UCLA et avec le professeur Lupin Yu de l’université de Chicago pour la commercialisation de ces technologies.

Image provenant de http://www.earthtechling.com/

L’équipe du professeur Yang pense être en mesure d’atteindre un ratio d’efficacité de 15% d’ici quelques années. Les résultats de leurs travaux de recherche ont été publiés dans le journal scientifique «Nature photonics».

RÉFÉRENCES

Technology Review 1               Technology Review 2          Sumitomo Chemical

Université de Chicago

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