Le marché du solaire nous promet de belles révolutions technologiques. Après les cellules au silicium, puis celles à couche mince (constituées d’une mince couche de métal), une nouvelle génération pourrait voir le jour.
Des chercheurs du Georgia Institute of Technology, dans l’Etat de Géorgie, aux Etats-Unis, ont mis au point des cellules solaires en combinant nanotechnologies, fibre optique et cellules à pigment photosensible (Dye-sensitized solar cells). Un mariage qui aboutit à la création d’unités solaires flexibles, mobiles et discrètes.
Les cellules à pigment photosensible ont la particularité de s’inspirer de la photosynthèse végétale. Très prometteuses, elles font appel à des matériaux peu coûteux et résistants.
Les nanomatériaux transforment la lumière en électricité
L’idée du professeur Zhong Lin Wang et de son équipe du Georgia Tech est de développer ces cellules sur une fibre optique. La lumière est captée par les seules extrémités de la fibre, qui font office d’entonnoir de lumière pour le reste du tube. Concentrée, la lumière est transformée en électricité grâce à des nanomatériaux.
Techniquement, sur la surface d’une fibre optique se trouvent des nanostructures d’oxyde de zinc – c’est à dire des matériaux à l’échelle du nanomètre – et des cellules à pigment photosensible. L’alliance de ces deux éléments permet de créer une troisième dimension, ce qui accroît l’espace captant la lumière.
Un rendement encore faible
Le rendement (taux de conversion de la lumière en électricité) annoncé est de seulement 3,3%. Un résultat encore très faible : les cellules à couche mince affichent un rendement de 9%, en moyenne, et celles au silicium de 17%. Mais à l’avenir, ces cellules solaires à nanostructures pourraient être six fois plus efficientes que les cellules conventionnelles, à surface comparable, selon les chercheurs.
La Georgia Tech travaille depuis plusieurs années sur les nanostructures solaires. En les associant aujourd’hui à une fibre optique, leur déploiement peut couvrir des besoins énergétiques modestes, comme le chargement d’appareils électroniques mobiles.
Surtout, le potentiel d’application à long terme est important : intégration en toute discrétion dans les murs des bâtiments, sur les véhicules ou sur tout autre support… De quoi transformer le mode de production de l’énergie solaire.
Ces perspectives des nanostructures solaires ont déjà conduit quelques entreprises à investir le domaine. C’est le cas des sociétés américaines Bloo Solar, NewCyte ou Stion. Mais pour l’instant, elles travaillent sur des technologies à couche mince, pas sur de la fibre optique.
Alexandre Simonnet