Et la lumière re-fut. | Matt Reames via Unsplash
Et la lumière re-fut. | Matt Reames via Unsplash

Des électrodes transparentes transformeront vos fenêtres en panneaux solaires

Les cellules hybrides à pérovskite affichent une efficacité record.

Couvrir les toits de panneaux solaires, c'est bien, mais si nos fenêtres elles-mêmes généraient de l'électricité? De nombreuses équipes scientifiques planchent sur des panneaux solaires transparents, où le silicium opaque est remplacé par des polymères organiques ou percé de petits trous.

La start-up Ubiquitous Energy a ainsi installé l'an dernier sa première façade de fenêtre solaire, où un film transparent est appliqué sur le verre et convertit le rayonnement non visible (infrarouge ou ultraviolet) en électricité.

Sauf que pour l'instant, ces cellules solaires d'un nouveau genre ont une efficacité relativement faible (autour de 3% ou 4%, contre 13% à 15% pour des cellules en silicium classiques).

Les recherches se sont donc tournées depuis une dizaine d'années vers les cellules à pérovskite, un matériau semi-transparent et affichant une efficacité supérieure à 25%. Sauf que ce type de cellule est aussi plus sensible à l'humidité, les UV et la chaleur –et donc moins durable.

Pour profiter des bénéfices des deux technologies, l'idée est donc de combiner le silicium et la pérovskite, ce que l'on appelle «pérovskite hybride». Restait un problème insoluble: celui des électrodes. Les cellules solaires en pérovskite doivent en effet laisser passer la lumière pour que celle-ci atteigne la couche inférieure en silicium.

Roi soleil

Une équipe de la Penn State University vient d'annoncer une percée majeure dans ce domaine, puisqu'elle affirme avoir créé des cellules hybrides semi-transparentes en appliquant sur les cellules un film d'or ultrafin jouant le rôle d'électrode.

Cette technologie avait déjà été testée auparavant, mais jusqu'ici les performances étaient assez mauvaises, car la couche n'était pas uniforme. «Lorsqu'on applique la mince couche d'or, les nanoparticules se regroupent et forment des sortes de paquets», explique Dong Yang, professeur en science et en génie des matériaux de l'université.

Pour contourner le problème, les chercheurs ont appliqué une sous-couche de chrome, qui dispose d'une grande énergie de surface. Du coup, plutôt que de s'agglomérer entre elles, les nanoparticules d'or se lient au substrat.

Les cellules hybrides ainsi obtenues affichent un rendement de 28,3%, contre 23,3% pour les cellules en silicium classiques, affirme l'équipe. «Le gain peut sembler faible, mais on convertit 50 watts d'énergie en plus par mètre carré. Quand on additionne des milliers de modules, ça fait beaucoup d'énergie!», atteste Shashank Priya, le collègue de Dong Yang.

Reste à savoir si ces cellules miraculeuses franchiront la porte des labos. En 2019, la startup française Sunpartner, qui développait des vitrages photovoltaïques, a été mise en liquidation judiciaire, ses actionnaires étant lassés d'attendre l'émergence concrète de sa technologie.

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