28/10/2013 - Les valeurs d'efficacité des polymères dans les cellules photovoltaïques se rapprochent de celles du silicium

Menéame

Une nouvelle conception de cellules photovoltaïques à base organique atteint des niveaux de rendement de plus en plus proches de ceux des technologies traditionnelles. L’étude, à laquelle a participé la UMA à côté du Prix Prince des Asturies Tobin J. Marks, il a obtenu un facteur de remplissage de 80%, un jalon international dans ce secteur.

Ces dernières décennies, l’obtention d’énergie à partir de sources durables concentre une grande part des efforts d’innovation des centres de recherche du monde entier. Ces travaux s’inscrivent dans un avenir de plus en plus proche où les combustibles fossiles s’épuiseront tandis que la demande d’énergie continuera à augmenter. En ce sens, la Agence internationale de l’énergie a indiqué dans son dernier rapport que la consommation énergétique augmentera de 33% jusqu'en 2035, en raison notamment du développement des puissances émergentes.

Dans ce contexte, l’énergie photovoltaïque est considérée par les experts comme l’une des technologies les plus prometteuses et les moins agressives pour l’environnement. En fait, la Commission européenne a révélé dans sa dernière étude sur le secteur que, malgré la crise mondiale, la production de cellules photovoltaïques a maintenu son rythme de croissance à 10%, notre continent étant le leader en capacité installée avec plus de 51% du total de la planète.

Mais le défi dans ce domaine passe aujourd'hui par une amélioration de l’efficacité et des matériaux utilisés dans la fabrication des plaques photovoltaïques. La plupart du temps, le silicium est composé d’un semi-conducteurs inorganiques utilisé dans de nombreuses applications et dispositifs tels que les ordinateurs, la technologie laser et même le silicone médical. Bien qu’il conserve un bon niveau d’utilisation de la charge énergétique reçue - environ 25% -, les experts ont le principal inconvénient à l’économie, facteur qui contribue au consommateur final et qui, par conséquent, freine le décollage définitif de la technologie photovoltaïque. C’est en partie la raison pour laquelle des équipes de recherche telles que le groupe Spectroscopie moléculaire des matériaux pour électronique organique de l’Université de Malaga travaillent à la recherche d’alternatives organiques au silicium qui parviennent à se rapprocher de leur potentiel en tant que capteur d’énergie solaire, ont un coût réduit et intègrent dans les cellules propriétés telles que la maléabilité et la transparence.

C’est le cas du docteur. Rocío Ponce, qui fait partie de cette équipe et est responsable auprès du chef de groupe, J. Teodomiro López Navarrete, de la collaboration que l’UMA a réalisée avec une équipe de l’Université Northwestern (USA) dirigée par le professeur Tobin J. Marks, Prix Prince des Asturies en 2008 et l’un des spécialistes les plus reconnus dans le monde en électronique organique et en catalyse.

Le travail, publié ce mois-ci par la prestigieuse revue Nature Photonics, a fait connaître une nouvelle approche qui permet d’accroître l’efficacité des cellules solaires basées sur des matériaux polymères. "La clé réside dans l’augmentation du fill factor o facteur de remplissage, qui est l’un des paramètres déterminants de l’efficacité du dispositif. Grâce à notre approche, nous avons atteint des valeurs allant jusqu'à 80%, un grand pas en avant, compte tenu du fait que jusqu'à récemment, il n’atteignait que 70%," explique Rocío Ponce.

La production à grande échelle de cellules solaires en polymères n’est pas rentable en termes économiques et énergétiques, car elles maintiennent encore un faible taux de conversion de l’énergie solaire en énergie électrique par rapport au silicium (environ 25%, contre 9% ou 10

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