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Une équipe dirigée par des chercheurs de l’université du Michigan a établi un nouveau record d’efficacité pour les cellules solaires transparentes et de couleur neutre. L’équipe a atteint une efficacité de 8,1 % et une transparence de 43,3 % avec une conception organique, ou à base de carbone, plutôt qu’avec du silicium conventionnel. Si ces cellules solaires ont une légère teinte verte, elles ressemblent beaucoup plus au gris des lunettes de soleil et des vitres d’automobile.

Un nouveau record de 8,1%

« Ce nouveau matériau que nous avons développé et la structure de l’appareil que nous avons construit ont dû trouver un équilibre entre de multiples compromis pour offrir à la fois une bonne absorption de la lumière solaire, une haute tension, un courant élevé, une faible résistance et une transparence neutre sur le plan des couleurs », a déclaré Yongxi Li, un chercheur adjoint en génie électrique et en informatique.
Ce nouveau matériau est une combinaison de molécules organiques conçues pour être transparentes dans le visible et absorbantes dans le proche infrarouge, une partie invisible du spectre qui représente une grande partie de l’énergie de la lumière solaire. En outre, les chercheurs ont mis au point des revêtements optiques pour augmenter à la fois la puissance générée par la lumière infrarouge et la transparence dans le visible, deux qualités qui sont généralement en concurrence l’une avec l’autre.

Une version atteint 10,8%

La version à couleur neutre de l’appareil a été réalisée avec une électrode en oxyde d’indium et d’étain. Une électrode en argent a amélioré l’efficacité à 10,8%, avec une transparence de 45,8%. Cependant, la teinte légèrement verdâtre de cette version peut ne pas être acceptable dans certaines fenêtres.
Ces cellules solaires transparentes sont mesurées par leur efficacité d’utilisation de la lumière, qui décrit la quantité d’énergie de la lumière frappant la fenêtre qui est disponible soit sous forme d’électricité, soit sous forme de lumière transmise du côté intérieur. Les précédentes cellules solaires transparentes ont une efficacité d’utilisation de la lumière d’environ 2 à 3 %, mais cette cellule à l’oxyde d’indium et d’étain est évaluée à 3,5 % et la version argentée a une efficacité d’utilisation de la lumière de 5 %.

Améliorer cette technologie et sa durée de vie

Ces deux versions peuvent être fabriquées à grande échelle, en utilisant des matériaux moins toxiques que les autres cellules solaires transparentes. Les cellules solaires organiques transparentes peuvent également être adaptées aux latitudes locales, en profitant du fait qu’elles sont plus efficaces lorsque les rayons du Soleil les frappent à un angle perpendiculaire. Elles peuvent être placées entre les vitres des fenêtres à double vitrage.
M. Forrest et son équipe travaillent sur plusieurs améliorations de cette technologie, le prochain objectif étant d’atteindre une efficacité d’utilisation de la lumière de 7 % et de prolonger la durée de vie des cellules à environ dix ans. Ils étudient également les aspects économiques de l’installation de fenêtres à cellules solaires transparentes dans les bâtiments neufs et existants.
Cette recherche a été publiée dans PNAS.
Source : University of Michigan
Crédit photo : Pexels

Les panneaux solaires pour fenêtres atteignent 8% de rendementmartinTechnologie
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