Parmi les facteurs de performance des panneaux solaires la technologie des cellules solaires est incontestablement un pilier essentiel. Parmi elles, de nouvelles cellules ultra-minces semblent prometteuses et risquent de complètement transformer le marché.
Des cellules solaires ultra-minces comme du papier
Les cellules solaires rigides en silicium et en verre sont surmontées sur un cadre en aluminium, limitant ainsi leur exploitation. Pour contourner ce désagrément, des ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont élaboré de nouvelles cellules solaires plus innovantes et performantes, censées révolutionner l’industrie de l’énergie solaire. Il s’agit d’une cellule solaire ultra fine, légère et flexible telle une feuille de papier. Il permet de transformer une variété de surfaces inégales, courbes ou inappropriées, en sources de captation d’énergie solaire.
Conception et réalisation du tissu solaire ultra-fin
Pour mettre au point ce film solaire, les ingénieurs du MIT ont créé un substrat en plastique enduit avec une couche de parylène de 3 microns d’épaisseur. Des nanomatériaux à base d’encres semi-conductrices sont ensuite imprimés sur la structure par sérigraphie. Le parylène a l’avantage d’être électriquement isolant et hyper résistant contre l’humidité et la corrosion chimique. En revanche, il se déchire facilement, ce qui rend difficile sa manipulation.
Les chercheurs ont alors séparé le module solaire imprimé du substrat en plastique à environ 15 micromètres d’épaisseur. Puis, ils le collent, cette fois-ci sur un substrat en tissu en composite super résistant appelé « Dyneema », qui ne pèse que 13 grammes par mètre carré. Enfin, ils recouvrent l’ensemble d’une couche d’adhésif durcissant aux UV. Ce qui en résulte un film solaire ultra léger, malléable, extrêmement résistant et plus fin qu’un cheveu humain (2 à 3 micromètres d’épaisseur)
Quels sont les avantages apportés par les cellules solaires ultra-minces ?
La conception de ces cellules ultra-minces sur un tissu adhésif permet de générer de l’énergie sur n’importe quelle surface. Parmi quelques exemples d’application de cette nouvelle cellule solaire à mince couche, elle peut s’intégrer dans des environnements architecturaux complexes de grande envergure. Elle peut aussi être facilement intégrée dans des voiles de bateaux, et même des ailes de drone pour augmenter leur portée de vol.
En outre, elle peut également être connectée à des tentes et à des bâches utilisées lors de sauvetage après un sinistre. Comme il s’agit d’un tissu voltaïque portatif, on peut s’assurer de toujours avoir à portée de main de l’électricité même dans des régions éloignées. Les chercheurs ont même invoqué la possibilité d’intégrer le matériau dans les vêtements, où il aurait également la capacité de générer de l’énergie par le mouvement.
Quelle capacité pour ces cellules ?
D’après des tests expérimentaux, les ingénieurs du MIT ont montré que les films voltaïques ultra-minces peuvent produire 370 watts par kilogramme, soient 18 fois plus d’électricité par kilogramme que les cellules solaires conventionnelles en verre et en silicium. Aussi, ils sont capables de maintenir plus de 90 % de leur capacité de production d’énergie initiale, même après 500 cycles d’enroulement. Les cellules solaires ultra-minces sont si fines, légères et entièrement imprimables qu’elles ont le potentiel d’être étendues pour une production à grande échelle à l’avenir.