ENERGIES RENOUVELABLES
sol(ID)aires
"CELLULES GRAETZEL"
Doubler le rendement des cellules solaires Graetzel
ADIT, avril 2008
ENERGIES RENOUVELABLES
| L'équipe dirigée
par le professeur Guozhong Cao a présenté récemment
ses résultats au meeting international de l'American Chemical Society
à la Nouvelle Orléans.
Contrairement aux cellules solaires traditionnelles à base de Silicium, les cellules de Graetzel (inventées en 1991 par le Suisse Michael Graetzel) différencient les fonctions d'absorption de la lumière et de séparation des charges électriques. Un sensibilisateur (colorant organique) est greffé à la surface d'un oxyde semiconducteur sous la forme d'une couche monomoléculaire. Sous illumination, le colorant absorbe les photons incidents et gagne suffisemment d'énergie pour pouvoir injecter un électron dans la bande de conduction de l'oxyde semiconducteur, en général des particules de dioxyde de titane (TiO2). Ces cellules sont très prometteuses car les matériaux qu'elles utilisent et leur fabrication est très économique. Bien que leur efficacité reste inférieure aux cellules à base de silicium, de sulfure de cadmium ou de tellurure de cadmium, le rapport prix/performance est très compétitif. Les laboratoires actuels arrivent à des rendements de 11% environ avec ce type de cellules, ce qui représente environ la moitié de ce qui peut être obtenu avec les cellules à base de silicium (voir le rapport "Recherche et Industrie photovoltaïque aux Etats-Unis", 01/06/2006, [1]).  Au lieu d'utiliser les particules de TiO2, l'équipe de Guozhong a fabriqué des nanosphères d'oxyde de zinc (ZnO) de 15nm de diamètre qui sont ensuite agglomérées en nanoparticules de 300 nm de diamètre. Ces grandes sphères diffusent les rayons incidents et à la suite de multiples réflexions, les rayons parcourent une distance bien plus importante que dans les cellules classiques. De plus, la structure interne complexe des agglomérats se traduit par une surface spécifique très importante d'environ 100 m2 par gramme de matériau, laquelle est recouverte du matériau photosensible qui absorbe le rayonnement incident. |
En utilisant ce type de matériau
constitué d'agglomérats de nanosphères, les chercheurs
ont obtenu un rendement de 6.2% contre 2.4% pour les structures à
base de simples billes de ZnO.
 Ces cellules offrent, par leur simplicité de fabrication, l'espoir d'une réduction significative du coût de l'électricité solaire. Cette recherche est soutenue par la National Science Foundation, le Department of Energy, le Washington Technology Center et l'Air Force Office for Scientific research. - Autre documentation sur les cellules de Graetzel: http://redirectix.bulletins-electroniques.com/AUhZh - http://en.wikipedia.org/wiki/Dye-sensitized_solar_cells - [1] "Recherche et Industrie photovoltaïque aux Etats-Unis", rapport d'ambassade Juin 2006 - http://www.bulletins-electroniques.com/rapports/smm06_054.htm Sources: Popcorn-ball design doubles efficiency of dye-sensitized solar cells, University of Washington, 10 avril 2008 http://uwnews.org/uweek/uweekarticle.asp?articleID=40932 Rédacteur: Alban de Lassus, deputy-phys.mst@consulfrance-houston.org |
