Une nouvelle avancée pourrait transformer les fenêtres en panneaux solaires actifs

Le rêve de transformer les fenêtres en générateurs d’énergie actifs vient de se rapprocher de sa réalisation.

Une cellule solaire semi-transparente en pérovskite avec différents niveaux de transparence. Dr. Jae Choul Yu

Une équipe de chercheurs du ARC Centre of Excellence in Exciton Science, dirigée par le professeur Jacek Jasieniak du département de science et d’ingénierie des matériaux de l’université Monash, a créé des cellules en pérovskite avec un rendement de conversion de 15,5 % qui laissent passer plus de 20 % de la lumière visible, peut-on lire dans un communiqué de presse.

Cela permet d’améliorer la stabilité des fenêtres solaires tout en laissant entrer davantage de lumière naturelle. La quantité de lumière visible traversant les cellules atteint maintenant remarquablement le niveau des vitrages, ce qui accroît leur potentiel d’utilisation dans un large éventail d’applications du monde réel.

Sur la voie des fenêtres solaires transparentes

Auparavant, les chercheurs avaient déjà produit des cellules solaires semi-transparentes en pérovskite qui avaient un rendement de conversion de puissance de 17 % et pouvaient laisser passer 10 % de la lumière visible. Pour mettre cela en perspective, les cellules de silicium non transparentes installées sur les toits ont un rendement d’environ 20 %.

Depuis, la même équipe a mis au point de nouvelles formules de cellules combinant du césium et du formamidinium dans la composition initiale de la pérovskite, ce qui a permis d’obtenir des rendements de 15,5 % et 4,1 %, avec une transmission moyenne de la lumière visible de 20,7 % et 52,4 %, respectivement, selon une étude publiée dans Advanced Science.

Ne vous laissez pas tromper par les taux de conversion d’énergie réduits par rapport aux résultats précédents : la quantité de lumière visible qui traverse les cellules compense.

“Ces travaux constituent une avancée majeure vers la réalisation de dispositifs en pérovskite stables et à haut rendement pouvant être déployés comme fenêtres solaires afin de répondre à un marché largement inexploité”, a déclaré M. Jasieniak.

Les cellules solaires semi-transparentes en pérovskite de césium et de formamidinium ont également fait preuve d’une stabilité à long terme exceptionnelle lorsqu’elles ont été testées sous un éclairage et un chauffage constants. Selon les résultats, les cellules solaires pérovskites semi-transparentes à base de césium et de formamidinium ont conservé 85 % de leur efficacité initiale de conversion de l’énergie après 1 000 heures d’éclairage continu, ce qui en fait des candidats intéressants pour la fabrication de dispositifs à l’échelle.

Comprendre l’énergie solaire transparente

Les cellules solaires transparentes peuvent recueillir et utiliser l’énergie lumineuse à travers les fenêtres ou toute surface vitrée, quel que soit l’angle, et elles peuvent changer la donne en termes d’extension du champ d’application de l’énergie solaire.

Plusieurs méthodes de technologie solaire transparente ont déjà été développées par les chercheurs. La plupart d’entre elles, cependant, servent de concentrateurs solaires transparents, ce qui signifie qu’elles sont conçues pour capter des longueurs d’onde spécifiques de la lumière UV et infrarouge qui ne sont pas visibles à l’œil nu et les convertir en énergie capable d’alimenter l’électronique.

Cette technique est également connue sous le nom de verre photovoltaïque, et elle est conçue pour produire différents niveaux de transparence. Et ce n’est pas seulement sur le papier ; des technologies solaires transparentes apparaissent déjà un peu partout sur la planète.

Par exemple, la conception de l’école internationale de Copenhague intègre 12 000 panneaux solaires colorés mais transparents sur toute la structure, générant 200 MWh d’énergie par an, soit plus de la moitié de l’énergie consommée par l’école.

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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche