Photovoltaïque organique : c'est ainsi que les scientifiques améliorent l'efficacité des cellules solaires flexibles et transparentes

Découverte innovante de l'Université fédérale de l'Oural : une électrode révolutionnaire, développée en collaboration internationale, augmente l'efficacité des cellules Grätzell (cellules solaires à colorant) de 42 %.

Dans un monde constamment à la recherche de solutions énergétiques durables, un développement récent pourrait marquer le début d'une nouvelle ère pour l'énergie solaire, grâce aux travaux d'une équipe internationale de scientifiques qui ont développé une électrode innovante capable d'augmenter l'efficacité de l'énergie solaire. Cellules de Grätzell (Cellule solaire à colorant) de 42 %, marquant un tournant important pour l’accessibilité et la durabilité des technologies solaires.

Les cellules de Grätzel, également connues sous le nom de DSSC, Cellules solaires sensibilisées aux colorants (traduit : panneaux solaires sensibilisés aux colorants), représentent une technologie photovoltaïque qui offre une solution économique et flexible par rapport aux panneaux solaires traditionnels à base de silicium. Ces cellules portent le nom du chimiste suisse Michael Grätzel, qui a joué un rôle clé dans leur développement au début des années 1990, et se distinguent par leur méthode unique de conversion de la lumière solaire en énergie électrique.

Un nouveau standard d'efficacité

La découverte révolutionnaire vient de l’Université fédérale de l’Oural (UrFU), en collaboration avec des spécialistes d’Irak et d’Arabie saoudite. Au cœur de cette innovation se trouve l'introduction d'un électrode composé de sélénium et de tungstène, éléments préférables aux alternatives classiques au platine pour des raisons économiques. Publié dans la revue Science des matériaux dans le traitement des semi-conducteursles résultats de la recherche mettent en évidence comment cette électrode améliore les propriétés électrochimiques et électrocatalytiques des panneaux, augmentant ainsi l'efficacité de cconversion d'énergie de 5,78 % à un remarquable 8,19 %. Cette avancée établit une nouvelle norme en matière d'efficacité énergétique solaire flexible et transparente, démontrant l'importance des matériaux innovants pour réduire les coûts de production et augmenter la viabilité commerciale des cellules Grätzel.

Abhinav Kumarco-auteur de l'étude et chercheur au Département des centrales nucléaires et des sources d'énergie renouvelables de l'UrFU, a expliqué en détail les résultats de la recherche :

L'électrode est un élément important de la cellule de Grätzel. Il est chargé du transfert d’électricité entre les différents composants de l’appareil. Notre électrode a des propriétés électrochimiques et électrocatalytiques améliorées, ce qui nous a permis d'augmenter le rendement du panneau solaire de 42 % : de 5,78 % à 8,19 %. Il est important de noter que notre électrode a surpassé son analogue en platine, dont l'efficacité en laboratoire était de 7,66 %.

Comme mentionné ci-dessus, les cellules de Grätzel se distinguent par leur mécanisme basé sur l'utilisation de colorants organiques pour capter la lumière du soleil et la transformer en électricité. Bien qu’ils offrent une alternative moins coûteuse et plus simple aux modèles à base de silicium, leur efficacité énergétique limitée a jusqu’à présent constitué un obstacle. L'incorporation de sélénium et de tungstène dans les électrodes résout directement ce problème, tout en favorisant la réduction des coûts et une meilleure accessibilité.

Source: Sciencedirect