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Les cellules solaires invisibles sont plus proches que vous ne le croyez

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Quelle est la meilleure façon de couvrir plus de surfaces avec des cellules solaires ? Les rendre invisibles. Selon une nouvelle analyse, des cellules solaires transparentes qui peuvent être enduites sur les fenêtres et les bâtiments pourraient générer autant d’énergie que les panneaux solaires installés sur les toits.

Les cellules solaires transparentes pourraient recouvrir des bâtiments, des voitures et les écrans de téléphones cellulaires. Elles permettraient ainsi « de transformer de nombreuses surfaces de notre environnement en réseaux de collecte d’énergie solaire sans en affecter la fonction ou l’esthétique », écrivent des chercheurs de la Michigan State University (MSU) dans un article publié dans Nature Energy.

Les États-Unis possèdent environ 8 milliards de mètres carrés de surface de toit adaptée aux installations solaires conventionnelles, suffisant ainsi pour fournir 40 % de l’électricité utilisée au pays. Mais les façades des bâtiments, les fenêtres et les écrans sont des surfaces gaspillées.

Le potentiel énergétique de couvrir ces surfaces avec des cellules solaires transparentes est énorme. On estime qu’il y a entre 5 et 7 milliards de mètres carrés de surfaces de verre aux États-Unis. Enduire celles-ci avec des cellules solaires invisibles pourrait générer une quantité d’énergie similaire à celle qui pourrait être produite sur les toits, selon les calculs des chercheurs.

Richard Lunt, professeur en génie chimique à la MSU, et ses collègues ont analysé le développement et le potentiel des deux technologies photovoltaïques transparentes. Celles qui exploitent un large spectre de lumière qui inclut la lumière visible sont moins transparentes et pourraient être utilisées sur les fenêtres teintées. Lunt, quant à lui, a travaillé sur une technologie presque invisible à base de matériaux organiques qui convertissent seulement la lumière ultraviolette et la lumière proche infrarouge en électricité.

Les appareils solaires transparents sont confrontés à un certain nombre de défis. L’un d’eux est que les matériaux organiques utilisés pour ces technologies se dégradent après quelques années. Mais ils pourraient être utilisés comme films stratifiés qui sont remplacés après un certain nombre années, suggèrent les chercheurs.

Un défi plus grand encore est que ces appareils ont une faible efficacité, soit environ 5 %, alors que les cellules solaires traditionnelles ont une efficacié de 15 à 18 %. Malgré cela, Lunt et ses collègues sont optimistes. Ils évaluent l’équilibre entre l’efficacité et la transparence qui serait nécessaire pour différentes applications, telles que les voitures, les écrans à faible consommation et les façades de bâtiments. La technologie des cellules solaires transparentes progresse rapidement vers la satisfaction de ces exigences, selon l’équipe.

Un élément important à retenir est que l’énergie solaire transparente est une technologie émergente. Les technologies solaires conventionnelles ont des décennies de développement à leur actif, alors que les chercheurs travaillent sur des cellules transparentes depuis cinq ans seulement. Lunt s’attend à ce que l’efficacité de ces appareils triple éventuellement. Mais même s’ils restent inférieurs à l’énergie solaire conventionnelle, leur avantage est qu’ils peuvent revêtir beaucoup plus de surfaces. « Les cellules solaires hautement transparentes représentent la vague du futur pour les nouvelles applications solaires. »

Source: Christopher J. Traverse et al. Emergence of highly transparent photovoltaics for distributed applications. Nature Energy. 2017.

Image:Flickr/Marian

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