« Elles produisent même dans l’ombre » : ces cellules solaires atteignent 38 % d’efficacité sous lumière faible

La recherche scientifique progresse à un rythme effréné, et le développement récent de cellules solaires à base de pérovskite par des chercheurs taïwanais en est un parfait exemple. Ces nouvelles cellules solaires sont capables de produire de l’énergie même en l’absence de lumière directe du soleil, comme par temps nuageux ou à l’intérieur des bâtiments. Cela ouvre la voie à une multitude de nouvelles applications pour les panneaux solaires, en particulier dans les environnements intérieurs où l’éclairage artificiel est la principale source de lumière. Cette avancée pourrait transformer notre utilisation des énergies renouvelables et réduire considérablement notre consommation d’énergie.

Les nouvelles cellules solaires intérieures

Les cellules solaires à pérovskite (PeSCs) représentent une alternative plus économique et plus efficace aux cellules solaires traditionnelles en silicium. Ces cellules se distinguent par leur fort taux d’efficacité de conversion de puissance (ECP), qui mesure l’énergie produite par rapport à l’énergie reçue par la cellule. Grâce à leur haute efficacité, les PeSCs sont particulièrement adaptées pour convertir des niveaux de lumière faibles en énergie. Selon un article récent publié dans APL Energy, les scientifiques de la National Yang Ming Chiao Tung University ont développé de nouvelles PeSCs en s’appuyant sur des recherches antérieures. Ces nouvelles cellules peuvent atteindre des taux d’ECP comparables à ceux des cellules solaires en silicium, tout en étant plus légères et flexibles.

D’après Fang-Chung Chen, l’un des auteurs de l’étude, les PeSCs offrent des avantages significatifs par rapport aux panneaux solaires en silicium, qui sont souvent lourds et rigides. En revanche, les PeSCs peuvent être fabriquées de manière à être fines, légères, flexibles, et même semi-transparentes, ce qui élargit leur champ d’application. Lors des tests effectués, les cellules à pérovskite ont atteint un ECP de 12,7 % sous une illumination standard de 12 000 lux. Toutefois, sous une lumière plus faible de 2 000 lux, similaire à celle d’un bureau standard, elles ont affiché un ECP impressionnant de 38,7 %.

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Produire de l’énergie par temps nuageux

Pour développer ces cellules solaires révolutionnaires, les chercheurs ont modifié l’écart de bande de la composition de la pérovskite. L’écart de bande est l’énergie minimale nécessaire pour qu’un électron passe à un niveau d’énergie supérieur. En ajustant les ratios des molécules dans les solutions utilisées pour créer les couches de pérovskite, ils ont réussi à obtenir un écart de bande permettant aux cellules solaires d’absorber la lumière intérieure. Cet écart de bande particulier est impossible à obtenir avec les cellules solaires en silicium.

Chen a déclaré que l’efficacité des PeSCs en intérieur est supérieure, ce qui rend ces produits photovoltaïques plus adaptés à divers scénarios d’utilisation, notamment par temps nuageux, en intérieur, et dans d’autres environnements à faible luminosité. Selon l’équipe, leurs PeSCs pourraient être utilisées pour recharger de petits appareils dans des zones dépourvues de lumière solaire directe, ouvrant ainsi des possibilités inédites pour l’électrification des espaces urbains et des zones isolées.

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Avantages des cellules solaires à pérovskite

Les cellules solaires à pérovskite possèdent plusieurs avantages qui les rendent particulièrement attrayantes pour une utilisation généralisée. En plus de leur capacité à fonctionner efficacement sous un éclairage faible, elles sont également plus simples et moins coûteuses à fabriquer que les cellules solaires traditionnelles en silicium. Leur structure flexible permet de les intégrer dans une variété de surfaces, y compris les fenêtres et autres surfaces verticales.

De plus, ces cellules peuvent être produites en utilisant des matériaux moins toxiques que ceux nécessaires pour les cellules en silicium. Cela réduit non seulement le coût de production, mais diminue également l’impact environnemental de leur fabrication. Avec des performances impressionnantes dans des conditions de faible luminosité et une empreinte écologique réduite, les cellules solaires à pérovskite représentent une avancée significative dans le domaine des énergies renouvelables.

Applications pratiques et perspectives d’avenir

Les applications potentielles des cellules solaires à pérovskite sont vastes et variées. En raison de leur efficacité à convertir la lumière intérieure en énergie, elles pourraient être utilisées dans des dispositifs électroniques portables, réduisant ainsi la dépendance aux sources d’alimentation traditionnelles. Elles offrent également des perspectives prometteuses pour les bâtiments intelligents, où elles pourraient être intégrées dans les fenêtres pour générer de l’électricité tout en filtrant la lumière du soleil.

À mesure que la recherche progresse, il est possible que les cellules à pérovskite atteignent des niveaux d’efficacité encore plus élevés et deviennent une composante essentielle des systèmes énergétiques durables. Alors que nous envisageons un avenir où les énergies renouvelables joueront un rôle central, ces innovations pourraient-elles enfin rendre l’énergie solaire accessible à tous ?