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Des scientifiques suédois et chinois ont mis au point des cellules solaires organiques optimisées pour convertir la lumière ambiante en électricité. Ils produisent peu d’énergie, mais c’est probablement suffisant pour alimenter les millions de produits que l’Internet des objets (IoT) mettra en ligne.

Des cellules solaires organiques pour l’internet des objets

Au fur et à mesure que l’Internet des objets se développera, nous aurons besoin de millions de produits en ligne, à la fois dans les espaces publics et à domicile. Nombre de ces capteurs seront la multitude de capteurs permettant de détecter et de mesurer l’humidité, les concentrations de particules, la température et d’autres paramètres. Pour cette raison, la demande de sources d’énergies renouvelables de petite taille et bon marché augmentera rapidement, afin de réduire le besoin de remplacement fréquent et coûteux de batteries.

C’est là que les cellules solaires organiques entrent en jeu. Non seulement elles sont flexibles, bon marché pour la fabrication et adaptées à la fabrication de grandes surfaces dans une presse à imprimer, mais elles présentent également un autre avantage: la couche absorbant la lumière est constituée d’un mélange de matériaux donneurs et accepteurs – ce qui donne une flexibilité considérable dans l’ajustement des cellules solaires de telle sorte qu’elles sont optimisées pour différents spectres – pour la lumière de différentes longueurs d’onde.

De nouvelle combinaison de matériaux

Des chercheurs de Beijing (Chine), dirigés par Jianhui Hou, et de Linköping (Suède), dirigés par Feng Gao, ont à présent mis au point une nouvelle combinaison de matériaux donneurs et accepteurs. Les chercheurs ont décrit deux variantes d’une cellule solaire organique dans un article de Nature Energy, l’une d’elles ayant une surface de 1 cm carré et l’autre de 4 cm carré.

La plus petite cellule solaire a été exposée à la lumière ambiante à une intensité de 1 000 lux et les chercheurs ont constaté que 26,1% de l’énergie de la lumière était convertie en électricité. La cellule solaire organique fournit une haute tension supérieure à 1 V pendant plus de 1000 heures sous une lumière ambiante variant entre 200 et 1000 lux. Les plus grandes cellules solaires ordinaires ont toujours maintenu une efficacité énergétique de 23%.

Les règles de conception

« Nous sommes convaincus que l’efficacité des cellules solaires organiques sera encore améliorée pour les applications de lumière ambiante dans les années à venir, car il reste encore beaucoup à faire pour optimiser les matériaux utilisés dans ce travail », explique Jianhui Hou, professeur à l’Institut de chimie.

Le résultat est un progrès supplémentaire dans la recherche dans le domaine des cellules solaires organiques. À l’été 2018, par exemple, les scientifiques et des collègues d’un certain nombre d’universités ont publié des règles pour la construction de cellules solaires organiques efficaces. L’article réunissait 25 chercheurs de sept universités et a été publié dans Nature Materials. Cette recherche a été menée par Feng Gao. Ces règles se sont avérées utiles tout au long de la voie menant à une cellule solaire efficace pour la lumière ambiante.

Une startup innovante

Le groupe de recherche en biomoléculaire et en électronique organique de l’Université de Linköping, dirigé par Olle Inganäs (aujourd’hui professeur émérite), est depuis de nombreuses années un chef de file mondial dans le domaine des cellules solaires organiques. Il y a quelques années, Olle Inganäs et son collègue Jonas Bergqvist, coauteur des articles de Nature Materials et de Nature Energy, sont copropriétaires d’une société spécialisée dans la commercialisation de cellules solaires destinées à une utilisation en intérieur.

Cette recherche a été publiée dans Nature Energy.

Source : Linköping University
Crédit photo : Pixabay