Le matériel de cellule solaire imprimable atteint un jalon

Une nouvelle façon de fabriquer des cellules solaires organiques imprimables pourrait éventuellement conduire à de nouveaux types de panneaux solaires à faible coût, bon marché et flexibles.

Les travaux sont dirigés par Alain Heeger et Guillermo Bazan , tous deux professeurs de chimie à l'Université de Californie à Santa Barbara. Heeger a partagé le Prix ​​Nobel de chimie en 2000 pour avoir développé le type de polymères conducteurs déjà utilisés pour fabriquer des cellules solaires en plastique et des diodes électroluminescentes organiques.

Les cellules solaires en polymère sont inefficaces par rapport aux cellules solaires en silicium, mais elles sont beaucoup moins chères à fabriquer. Les matériaux organiques, qu'ils soient constitués de polymères ou de petites molécules, qui sont des composés organiques à faible poids moléculaire, peuvent être transformés en encres et imprimés sur de grandes surfaces. Ils sont également légers et flexibles, ce qui les rend prometteurs pour des applications telles que les installations sur les toits ou les patchs de cellules solaires pour charger des appareils électroniques portables.

En utilisant une nouvelle petite molécule conçue par Bazan, Heeger a construit une cellule solaire qui convertit 6,7% de l'énergie lumineuse qui la frappe en électricité. Bazan espère atteindre 9 % d'efficacité d'ici un an. Bien que l'efficacité des tests en laboratoire ait tendance à être bien supérieure à celle d'une cellule fabriquée, cela mettrait ces matériaux à égalité avec les meilleures cellules solaires en polymère sur le marché.

Jusqu'à présent, la plupart des efforts visant à améliorer les performances et le coût des cellules solaires organiques se sont concentrés sur le développement de nouveaux matériaux polymères.

Bazan a utilisé une combinaison de théorie et d'essais et erreurs pour développer le nouveau matériau à petites molécules. Il a commencé par optimiser ses propriétés électriques, afin que la molécule soit capable de supporter le courant et la tension élevés nécessaires pour tirer l'énergie d'une cellule solaire. Il est particulièrement délicat de créer un matériau à petites molécules qui fait un bon film ; alors que les polymères sont longs et s'emmêlent dans un film stable, les petites molécules n'ont pas tendance à fabriquer le type de films planaires nécessaires pour former une couche dans une cellule solaire.

Après beaucoup de bricolage sur la paillasse du laboratoire, le groupe de Bazan a mis au point une petite molécule appropriée et un processus pour fabriquer une cellule solaire à petite molécule à haut rendement. Le travail est décrit dans le journal Matériaux naturels . Bazan prévoit d'améliorer encore les performances en adaptant la conception des matériaux.

Heeger dit qu'il n'avait pas pris au sérieux les matériaux solaires à petites molécules dans le passé parce que les performances étaient lamentables. D'autres personnes ont utilisé de petites molécules, mais les performances étaient bien inférieures à celles des polymères, dit-il.

Pourtant, il peut être difficile pour les cellules solaires organiques de devenir de véritables concurrents sur le marché de l'énergie, en particulier lorsque les cellules en silicium deviennent moins chères. Les performances et les durées de vie ne sont pas encore là, dit Pour contacter Yang , professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'Université de Californie à Los Angeles. Yang travaille sur des matériaux solaires polymères dans son entreprise, Solarmer, ainsi que sur des cellules solaires à petites molécules dans son laboratoire universitaire ; son objectif est de 15 % d'efficacité dans une cellule fabriquée en laboratoire. Mais Yang dit que le travail de Santa Barbara est une démonstration importante du potentiel de l'énergie solaire à petites molécules.

Quant à savoir comment ces matériaux se comporteront sur le marché, dit Heeger, il est trop tôt pour le savoir, mais il pense que les efficacités ont atteint un niveau respectable et que ces matériaux solaires sont prometteurs. Maintenant, nous devons les prendre au sérieux, dit-il.

cacher