Un matériau tellement souple et fin qu'il peut être
incorporé à un solvant ou à du textile, c'est l'énergie
solaire de demain
Photo © L'Internaute Magazine
Silicium contre plastique
Les cellules photovoltaïques sont capables
d'absorber l'énergie des rayons lumineux et de la transformer en
courant électrique. Mais voilà: ces cellules, le plus souvent
en silicium, coûtent aussi cher à fabriquer que des puces
d'ordinateur ou des microprocesseurs. Du coup, le prix de revient avoisine
les 4 € par watt.
Pour faire baisser les coûts, les ingénieurs
ont mis au point des cellules photovoltaïques en plastique polymère,
qui peuvent être fabriquées selon un processus beaucoup plus
simple, un peu comme un journal papier. Ces cellules ont en plus l'avantage
d'être flexibles et résistantes.
Mais pour l'instant, les économies
escomptées ne sont pas au rendez-vous, et surtout les cellules en
plastique convertissent à peine 6% du rayonnement solaire en électricité
(30% pour les cellules en silicium).
Une peinture qui absorbe les infrarouges
Ted Sargent, un jeune chercheur de l'Université
de Toronto, a réussi un exploit: combiner souplesse et efficacité.
Le matériau plastique est un alliage entre un polymère organique
et des "boîtes quantiques" de plusieurs tailles (voir "En savoir
plus"). Ces nanoparticules rendent le support très flexible,
et on peut même l'appliquer sur une couche de peinture. "Quelle
que soit la façon dont on l'applique, explique Ted Sargent,
on obtient après séchage une belle couche fine et uniforme".
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Mais la véritable révolution
de ce matériau, c'est qu'il est beaucoup plus efficace. En effet,
il ne se contente pas d'absorber la lumière visible, mais peut aussi
exploiter la lumière infrarouge. C'est la taille des boîtes
quantiques qui détermine la longueur d'onde à laquelle le
dispositif sera sensible.
En récupérant la lumière
infrarouge, le rendement augmentera de 30% par rapport aux cellules photovoltaïques
en plastique habituelles. Et ce, même par temps couvert (la lumière
infrarouge passe à travers les nuages).
Routes, T-shirts, tentes, et voitures
Le chercheur imagine déjà recouvrir
les routes ou les bâtiments avec cette peinture pour produire de
l'électricité en grosse quantité. "Si nous pouvions
récupérer toute l'énergie solaire qui atteint la Terre
pendant une heure, nous pourrions produire assez d'énergie pour
tous les habitants du monde pendant un an". Mais pourquoi pas un T-shirt
solaire, des rideaux, ou des bâches en plastique que l'on pourrait
dérouler pour une production d'appoint au camping par exemple? Selon
le chercheur, une voiture hydrogène peinte avec ce film polymère
pourrait convertir assez d'énergie pour se recharger elle-même.
Durée de vie limitée
Restent cependant quelques mises au point:
le film plastique, dont l'épaisseur est pourtant à peine
de 1 nanomètre, est encore trop épaisse. "Il faut encore
affiner la surface, afin que les électrons s'échappent plus
facilement des nanoparticules", explique Ted Sargent. Le second inconvénient,
c'est que le polymère organique a tendance à se décomposer...
au soleil. Le chercheur affirme que son plastique résiste à
des températures de 200°C, mais il reconnaît que sa durée
de vie est beaucoup plus courte que celle d'un panneau solaire "en dur"
(3 à 5 ans, contre 25 ans). Mais de toutes façons, les produits
ont eux-mêmes une durée de vie de plus en plus courte.
En savoir plus:
Boîte quantique: alors que dans un cristal classique,
les atomes sont éloignés les uns des autres, dans une boîte
quantique ils sont tellement rapprochés que leurs électrons
ne peuvent plus se déplacer librement. Les boîtes quantiques
fonctionnent donc comme des semi-conducteurs, ce qui intéresse l'industrie
électronique. |
