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Des cellules solaires «pellicule autocollante» promettent une nouvelle ère en énergie renouvelable

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Jusqu'à présent, la majorité des dispositifs photovoltaïques sont composés de silicium et s'appuient sur des nanostructures intriquées dont le développement requiert beaucoup de temps et d'efforts. Mais des scientifiques britanniques démontrent que des cellules solaires plastiques peuvent être imprimées pour créer des supports comparables à de la pellicule autocollante pouvant être «étirée» afin de créer des «panneaux solaires économiques pour des applications domestiques et industrielles». Plus spécifiquement, les films autocollants peuvent être utilisés dans des solutions utilisant des techniques de tirage de bobine à bobine économiques. Certains grands circuits équipés de transistors à film fin et autres appareils utilisent déjà cette technologie. Toutefois, son efficacité doit être améliorée et passer de 7 à 8% à au moins 10% pour être commercialement viable.

Des scientifiques des universités de Sheffield et de Cambridge au Royaume-Uni ont étudié la structure et la composition de certains polymères à l'aide de la source de neutrons ISIS et des rayons X extrêmement lumineux à l'installation Diamond Light Source facility of the Science and Technology Facilities Council (STFC) à Oxfordshire.

L'étude, publiée dans la revue «Advanced Energy Materials», a révélé que lorsque des mélanges complexes de molécules dans une solution sont étendus sur une surface, comme lorsque l'on vernit une table, les différentes molécules se séparent et se dirigent vers la face supérieure et inférieure de la couche, maximisant ainsi l'efficacité de la cellule solaire résultante.

Le Dr Andrew Parnell de l'université de Sheffield a suggéré que «plutôt que d'utiliser des méthodes de fabrication complexes et onéreuses pour créer une nanostructure semi-conductrice spécifique, un tirage important peut être utilisé pour produire des films de cellules solaires à l'échelle nanométrique (de 60 nanomètres), celles-ci étant dix mille fois plus fine qu'un cheveux humain».

«En utilisant des faisceaux de neutrons à l'ISIS et des rayonnements X lumineux de l'installation Diamond, nous avons pu sonder la structure interne et les propriétés des matériaux de cellules solaires sans les détruire», ajoute le Dr Robert Dalgliesh de l'ISIS. «En étudiant les couches de matériaux transformant la lumière solaire en électricité, nous apprenons l'évolution des différentes étapes du processus sur l'efficacité et la façon dont elles affectent la performance générale des cellules de polymère.»

«Au cours des 50 prochaines années, la société devra de satisfaire la demande énergétique croissante de la population mondiale sans avoir recours aux combustibles fossiles, et l'unique source renouvelable capable d'y parvenir est le Soleil», commente le professeur Richard Jones de l'université de Sheffield. Avec davantage de recherche, il pense que la nouvelle technologie peut être utilisée pour progressivement placer les cellules solaires dans des arrangements plus efficaces.

«En quelques heures, l'énergie solaire captée sur Terre peut satisfaire les besoins énergétiques de toute la planète pour toute une année, mais nous devons encore exploiter ce potentiel au-delà de notre utilisation actuelle. Les cellules solaires en polymères économiques et efficaces peuvent nous emmener dans une nouvelle ère en matière d'énergie renouvelable.»
 

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