Une percée dans le revêtement de l'énergie solaire pour alimenter les futurs véhicules électriques ?

Des scientifiques du département de physique de l'université d'Oxford ont mis au point un revêtement révolutionnaire générateur d'énergie solaire qui peut être appliqué sur des objets de tous les jours, qu'il s'agisse de bâtiments, de carrosseries de voitures (comme les futurs véhicules électriques) ou d'objets portables (comme un sac à dos ou même le dos de votre téléphone portable). Les panneaux solaires à base de silicium ne sont plus nécessaires et sont encore plus efficaces.

La technique de ce "revêtement pérovskite" mise au point à Oxford empile plusieurs couches absorbant la lumière dans une seule cellule solaire, ce qui permet d'exploiter une gamme plus complète du spectre lumineux et de générer plus d'énergie à partir de la même quantité de lumière solaire. Avec une épaisseur d'un peu plus d'un micron, il est presque 150 fois plus fin qu'une plaquette de silicium et peut être appliqué sur pratiquement n'importe quelle surface.

Matériau ultra-mince

Les chercheurs utilisent un matériau cristallin appelé pérovskite, un minéral formé de calcium, de titane et d'oxygène. Gustav Rose a découvert ce minéral dans les montagnes de l'Oural en Russie en 1839 et l'a nommé d'après le minéralogiste russe Lev Perovski (1792-1856). Aujourd'hui, la pérovskite est principalement utilisée dans les capteurs et les électrodes catalytiques, certains types de piles à combustible, les cellules solaires, les lasers, les dispositifs de mémoire et les applications de spintronique.

À Oxford, il est utilisé comme matériau de base pour les revêtements. "Ce matériau ultra-mince, qui utilise cette approche dite multijonction, a maintenant été certifié de manière indépendante pour offrir un rendement énergétique de plus de 27 %, égalant pour la première fois les performances des matériaux traditionnels, monocouches, générateurs d'énergie connus sous le nom de photovoltaïques au silicium", affirment les scientifiques.

En seulement cinq ans d'expérimentation de notre approche d'empilement ou de jonction multiple, nous avons fait passer le rendement de conversion de l'énergie d'environ 6 % à plus de 27 %, ce qui est proche des limites de ce que les cellules photovoltaïques à couche unique peuvent atteindre aujourd'hui", a déclaré le Dr Shuaifeng Hu, post-doctorant à l'Université de physique d'Oxford.

Jusqu'à 45 % d'efficacité énergétique

Les panneaux solaires actuels ont un rendement énergétique d'environ 22 %, convertissant environ 22 % de l'énergie solaire. "Nous pensons qu'avec le temps, cette approche pourrait permettre aux dispositifs photovoltaïques d'atteindre des rendements bien plus élevés, supérieurs à 45 %", ajoute M. Hu.

Les chercheurs pensent que leur approche continuera à réduire le coût de l'énergie solaire et à en faire la forme d'énergie renouvelable la plus durable. Depuis 2010, le prix moyen mondial de l'électricité solaire a chuté de près de 90 %, ce qui la rend presque un tiers moins chère que l'électricité produite à partir de combustibles fossiles.

Depuis 2009, les recherches de pointe menées par le professeur Henry Snaith visent à mettre au point une technologie photovoltaïque à faible coût et à haut rendement. Aujourd'hui, 40 scientifiques travaillent sur le photovoltaïque au département de physique de l'Université d'Oxford, sous la direction du professeur Snaith.

En 2010, M. Snaith a créé une société britannique, Oxford PV, issue de l'Université de physique d'Oxford, pour commercialiser les cellules photovoltaïques à base de pérovskite. Il a récemment lancé la fabrication à grande échelle de panneaux photovoltaïques en pérovskite dans une nouvelle usine située à Brandenburg-an-der-Havel, près de Berlin, en Allemagne. Il s'agit de la première ligne de fabrication en série au monde de cellules solaires tandem "pérovskite sur silicium".