Japon… l’invention des cellules solaires portables « invisibles »
Des chercheurs de l'Université de Tohoku au Japon ont réussi à fabriquer des cellules solaires transparentes. Ces cellules se distinguent par leur énorme capacité, malgré leur petite taille, et vous les retrouverez peut-être bientôt installées dans l'immeuble de votre quartier!
On a beaucoup parlé récemment de la possibilité d'utiliser réellement l'énergie nucléaire, mais la réalité indique qu'il nous faudra beaucoup de temps pour y parvenir, contrairement à d'autres sources d'énergie renouvelables comme l'énergie éolienne.
Pour comprendre ce qu’est l’énergie nucléaire, il suffit de regarder – certainement pas littéralement – le soleil. Cette boule de flammes géante est située au centre de notre système solaire et rayonne environ 173 000 térawatts d'énergie solaire atteignant la planète Terre.
Cette quantité d’énergie est 10 000 fois supérieure à celle dont notre planète a besoin. Il n’est donc pas étonnant que les scientifiques cherchent à exploiter l’énergie solaire au profit de l’humanité. Travailler sur un projet à grande échelle visant à exploiter l'énergie solaire se heurte à de nombreux obstacles, notamment ceux liés aux panneaux solaires eux-mêmes, car ils sont grands, sombres et - soyons honnêtes - inesthétiques.
Pour contourner ces obstacles, des chercheurs de l’Université du Tohoku ont trouvé une solution simple. Les ingénieurs ont conçu des « cellules solaires semi-transparentes », ou NISC, qui laissent passer 80 % de la lumière. Théoriquement, ces cellules peuvent être placées sur le balcon de la maison, sur l’écran du téléphone, ou même implantées sous la peau humaine!
"L'idée de créer des cellules solaires transparentes a reçu beaucoup d'attention en raison de ses nombreux avantages qui surmontent les inconvénients des cellules solaires conventionnelles", ont expliqué les chercheurs.
"Nous avons réussi à fabriquer une cellule solaire semi-transparente, en utilisant de l'oxyde d'indium et d'étain (ITO) - l'un des oxydes les plus transparents de la nature - pour construire deux électrodes transparentes, et une monocouche de sulfure de tungstène pour construire une couche photosensible."
Une image optique d'une cellule solaire constituée d'une couche atomique bidimensionnelle
Les chercheurs ont utilisé les matériaux ci-dessus, en plus d'une fine couche d'oxyde de tungstène prise en sandwich entre l'oxyde d'indium et d'étain et le sulfure de tungstène, pour fabriquer une cellule solaire considérée comme la première du genre, car elle est bien meilleure que les cellules transparentes ordinaires.
"Notre cellule solaire a un facteur de conversion de puissance 1 000 fois supérieur à celui d'un appareil similaire doté d'une électrode normale en oxyde d'indium et d'étain", a expliqué le professeur Toshiaki Kato de l'université de Tohoku, qui a participé à l'étude.
Pour que cette invention soit utile, elle doit être fabriquée à grande échelle pour être utilisée dans les panneaux solaires existants. Heureusement, l’équipe a également étudié ce sujet.
"Un facteur de conversion de puissance énorme peut être obtenu avec un instrument de précision, mais la puissance globale de l'instrument sera limitée par sa petite taille", explique Toshiaki.
Pour augmenter l’énergie produite par la cellule, il ne suffit pas d’augmenter la taille de la cellule, car cela peut conduire à une diminution de l’énergie plutôt qu’à une augmentation de celle-ci. Il était donc nécessaire de proposer une conception technique appropriée pour fabriquer des cellules à plus grande échelle.
Les chercheurs ont découvert que le rapport hauteur/largeur doit être inférieur au rapport critique d'environ 36. En augmentant la taille de l'appareil et en tenant compte de la séquence optimale de connexions parallèles, un degré de transparence très élevé peut être obtenu, peut-être aussi élevé que 78 %, avec une capacité de puissance de sortie allant jusqu'à 420 pW.
"Il s'agit de la plus grande quantité d'énergie pouvant être obtenue à partir d'une cellule solaire fabriquée à partir de tels matériaux, ce qui laisse présager la possibilité d'obtenir des cellules solaires semi-transparentes à l'échelle industrielle."
Source : iflscience - traduction : ibelieveinsci