Une avancée significative vient d’être réalisée dans le secteur de l’énergie solaire, grâce à des chercheurs qui ont développé un matériau innovant, souple et extrêmement fin. Cette technologie promet de transformer notre utilisation de l’énergie solaire en intégrant des dalles à même divers objets du quotidien, tout en garantissant une efficacité remarquable.
La vue d’ensemble : Des physiciens ont mis au point une innovation révolutionnaire dans le domaine de l’énergie solaire. Ils ont miniaturisé des dalles solaires suffisamment fins pour être imprimés sur n’importe quel objet tout en conservant une production d’énergie comparable. Cette technologie pourrait éliminer les coûts d’installation et de maintenance.
Des chercheurs de l’Université d’Oxford ont mis au point un matériau perovskite flexible, environ 100 fois plus fin qu’un cheveu humain, capable de générer de l’électricité solaire aussi efficacement que les panneaux de silicium traditionnels. Contrairement à ces plaques rigides à usage unique, ce matériau peut recouvrir à peu près n’importe quelle surface, comme les voitures, les vêtements, les bâtiments et même les appareils mobiles.
Les scientifiques ont utilisé une technique innovante pour concevoir cette technologie en empilant plusieurs couches absorbant la lumière dans une seule cellule solaire. Une approche « multi-jonction » permet au matériau d’exploiter une gamme de spectre lumineux plus large, générant ainsi plus d’énergie à partir de la même quantité de lumière solaire. Ce nouveau matériau a déjà été certifié à plus de 27 % d’efficacité énergétique par l’Institut national japonais des sciences et technologies industrielles avancées. Cela correspond aux performances des cellules photovoltaïques au silicium conventionnelles.
« En seulement cinq ans d’expérimentation avec notre approche d’empilement ou de jonctions multiples, nous avons augmenté le rendement de conversion d’énergie d’environ 6 % à plus de 27 %, ce qui est proche des limites de ce que les systèmes photovoltaïques monocouches peuvent réaliser aujourd’hui », a déclaré le Dr Shuaifeng Hu, membre de l’équipe d’Oxford. « Nous pensons qu’au fil du temps, cette approche pourrait permettre aux dispositifs photovoltaïques d’atteindre des rendements bien supérieurs, dépassant les 45 %. »
C’est encore plus impressionnant si l’on considère l’épaisseur du matériau. Il est presque 150 fois plus fin qu’une plaquette de silicium, soit un peu plus d’un micron d’épaisseur. Sa flexibilité signifie que l’énergie solaire n’est plus liée à des dalles rigides et à des fermes solaires qui occupent de vastes étendues de terre, réduisant ainsi potentiellement notre dépendance à leur égard.
Les chercheurs imaginent un avenir où les revêtements solaires à base de pérovskite seront omniprésents, un espoir renforcé par la chute des coûts des dalles solaires. Ils sont déjà près d’un tiers moins chers que les combustibles fossiles après une chute de prix de 90 % depuis 2010. La production d’énergie solaire et éolienne a également atteint des sommets l’année dernière, fournissant 12 % de l’électricité mondiale, de sorte que le principe des économies d’échelle pourrait également jouer ici.
Cette percée est également prometteuse sur le plan commercial. L’équipe photovoltaïque du professeur Henry Snaith fait partie des pionniers de la recherche sur les pérovskites au cours de la dernière décennie. Leurs travaux ont déjà donné naissance à une société britannique, Oxford PV, qui a ouvert en Allemagne la première ligne de fabrication de dalle solaires à base de pérovskite sur silicium.
« Nous avons initialement envisagé des sites au Royaume-Uni pour démarrer la fabrication, mais le gouvernement n’a pas encore égalé les incitations fiscales et commerciales proposées dans d’autres régions d’Europe et aux États-Unis », a déclaré Snaith, déplorant qu’ils n’aient pas pu construire l’usine au Royaume-Uni.
Il a ajouté que la « véritable » croissance viendrait de la commercialisation des innovations. Il espère que British Energy, un organisme d’investissement gouvernemental, se concentrera sur la percée de son équipe.