ENERGIES RENOUVELABLES
sol(ID)aires
"CELLULES GRAETZEL"
Une cellule solaire particulièrement...
"chaude" à l'EPFL!
Suisse: une cellule solaire particulière de l'EPFL passe pour
la première fois l' "épreuve du four"
Une cellule photovoltaique inedite developpee a
l'Ecole polytechnique federale de Lausanne (EPFL) passe le dernier test
qui l'empechait jusque-la d'etre concurrentielle avec les cellules solaires
traditionnelles.
Cette percee mondiale dans le domaine du photovoltaique,
soutenue par le Fonds national suisse (FNS), interesse de nombreuses industries.
Peu couteuses, efficaces, et resistantes a la chaleur
et au rayonnement solaire : telles sont les trois qualites demandees a
toute cellule photovoltaique desirant concurrencer la technologie actuelle
basee sur le silicium.
Il y a 12 ans, le professeur Michael Graetzel et
son equipe etaient parvenus a creer la premiere cellule solaire nanocristalline
a colorant ; celle-ci ne reunissait pourtant que les deux premieres conditions.
Aujourd'hui, la troisieme - une grande thermo-stabilite
a haute temperature - vient aussi d'etre remplie puisque leur nouveau prototype
satisfait au critere standard en la matiere : garantir moins de 10% de
pertes de performance apres avoir ete place pendant 1000 heures dans un
four chauffe a 80°C ainsi que dans un simulateur solaire a 55°C.
Pour trouver une alternative aux cellules solaires
traditionnelles, les chercheurs de l'EPFL se sont inspires du processus
de photosynthese avec d'un cote de la cellule, une couche de dioxyde de
titane recouverte d'un colorant appele "sensibilisateur" et de l'autre
une solution electrolytique ; lorsqu'un rayon lumineux tombe sur le colorant,
un electron est ejecte. Tous les electrons ainsi liberes traversent l'oxyde,
sont collectes au bord de la cellule et diriges vers un circuit externe.
Afin d'eviter que ces electrons ejectes soient immediatement
recuperes par ce meme colorant, les anions contenus dans la solution electrolytique
peuvent tres rapidement "boucher les trous" laisses dans le colorant.
Les electrons ejectes peuvent alors regenerer l'electrolyte.
C'est tout l'avantage de cette cellule qui ne presente
pas d'exigence de purete particuliere pour le materiau utilise.
Afin d'eviter l'instabilite des materiaux a haute
temperature, les chercheurs ont procede a une double innovation : d'une
part en rendant le colorant hydrophobe pour eviter sa dissolution et d'autre
part en remplacant le solvant de l'electrolyte par un gel.
L'efficacite de ces nouvelles cellules etait de
6% avec les premiers prototypes mentionnes dans Nature Materials. Entre-temps,
elles ont ete ameliorees pour atteindre 9 a 10,6%, une valeur tout a fait
concurrentielle avec les cellules au silicium traditionnelles.
Des societes suisses beneficiant d'une licence d'exploitation
des brevets de l'EPFL dans ce domaine vont desormais finaliser le produit.
De nombreuses entreprises, notamment japonaises, americaines ou australiennes,
se montrent egalement tres interessees, car les couts de fabrication pourraient
etre divises par cinq par rapport aux cellules actuelles.
Contacts :
- Pr. Michael Graetzel, Departement de chimie / Laboratoire de photonique
et interfaces, EPFL, CH-1015 Lausanne, tel. : +41 21 693 11 11, courriel:
michael.graetzel@epfl.ch
Sources : Communique de presse du FNS, 15/07/2003 ; Nature Materials,
2, 362-363 et 402-407, 18/05/2003
Close shave for the solar cell !
(Environnement Magazine, France)
A photovoltaic cell costing less than traditional silicium
cells has proved its resistance to heat.
While developing new photovoltaic cells in the lab
is useful, they must be capable of withstanding real-life operating conditions.
In practice, many cells made of organic materials are damaged by heat,
making them unusable.
A solar cell developed by the Federal Polytechnic
School of Lausanne (EPFL) in Switzerland has just successfully passed the
“furnace test” in which a substance placed in a furnace heated to 80°C
for 1.000 hours loses less than 10% of its capacity.
What is the advantage of manufacturing photovoltaic
cells from organic matter, rather than silicium? The reason is financial;
traditional cells contain very pure silicium, which requires very costly
manufacturing processes.
In contrast, cells made from organic materials do
not need to be so pure, and lend themselves much better to automated production
processes. Of course their performance is not as good, particularly where
heat retention is concerned.
The cell developed at EPFL by Professor Michael
Graetzel and his team contains a layer of titanium dioxide (TiO2)
coated with an organic colouring which traps light, and heat-resistant
electrolyte in the form of a gel.
Its efficiency is currently 9 to 10.6%, but Professor
Graetzel hopes to achieve 12% soon.
Its performance is reduced by only 6% after the
furnace test.
Above all, manufacturing costs could be a fifth
of costs for traditional cells, according to an American expert.
Swiss companies holding a licence for EPFL’s patents
are now refining the industrial processes for producing the cells.
Contact: michael.graetzel
