Clé à emporter
- Des chercheurs australiens ont mis au point une cellule solaire semi-transparente spéciale.
- Il est légèrement moins efficace que les panneaux solaires traditionnels mais laisse entrer suffisamment de lumière pour être utilisé comme fenêtre.
- Les chercheurs veulent installer ces fenêtres génératrices d'électricité semi-transparentes dans des gratte-ciel qui manquent généralement d'espace sur le toit pour les panneaux solaires traditionnels.
Des chercheurs ont mis au point une solution innovante pour transformer les horreurs urbaines en générateurs d'énergie propre.
Une équipe de chercheurs australiens a créé des cellules solaires semi-transparentes qui pourraient un jour permettre aux gratte-ciel de générer leur propre énergie. Les cellules solaires transparentes sont fabriquées à partir de cellules pérovskites, qui sont souvent saluées comme l'avenir des cellules solaires.
"Ce travail constitue une avancée majeure vers la réalisation de dispositifs à pérovskite à haute efficacité et stables qui peuvent être déployés en tant que fenêtres solaires pour répondre à ce qui est une opportunité de marché largement inexploitée", a déclaré le professeur Jacek Jasieniak du Département de science et génie des matériaux. à l'Université Monash, a déclaré dans un communiqué de presse de l'université.
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Le silicium cristallin est le choix incontournable pour la construction de panneaux solaires depuis des décennies. Cependant, les chercheurs ont cherché des alternatives, principalement en raison du processus coûteux et intensif de création de panneaux solaires à base de silicium.
Les cellules solaires à pérovskite sont apparues comme une alternative prometteuse. La pérovskite tire son nom de sa structure cristalline particulière. Le scientifique allemand Gustav Rose l'a découvert en 1839. Les pérovskites sont faciles à synthétiser et leur structure particulière les rend très efficaces en tant que photovoltaïques (PV) pour convertir la lumière du soleil en électricité.
S'appuyant sur cela, l'équipe de chercheurs de l'ARC Center of Excellence in Exciton Science dirigée par le professeur Jasieniak a créé des cellules pérovskites avec une efficacité de conversion de 15,5 %, tout en laissant passer plus de 20 % de la lumière visible. Pour mettre cela en perspective, les cellules au silicium sur les toits ont généralement une efficacité d'environ 20 %.
En 2020, le même groupe de chercheurs a produit des cellules solaires en pérovskite semi-transparentes avec une efficacité de conversion de puissance de 17 % et pouvant laisser passer 10 % de la lumière visible.
Alors que l'efficacité de la conversion de puissance dans les dernières recherches est inférieure de quelques crans aux résultats précédents de l'équipe, la quantité de lumière visible que le nouveau matériau laisse passer a doublé. Les chercheurs affirment que cela augmenterait considérablement leur potentiel d'utilisation dans un large éventail d'applications réelles.
"[Les cellules solaires semi-transparentes] ont attiré l'attention sur le marché du photovoltaïque intégré au bâtiment (BIPV), car elles augmentent considérablement la surface disponible pouvant être utilisée pour produire de l'électricité en milieu urbain", note les chercheurs. "De plus, ils ont également l'avantage de réduire le gain de chaleur incidente dans les bâtiments en absorbant et en réfléchissant partiellement la lumière du soleil."
Un pas de plus
Une autre amélioration des cellules solaires en pérovskite créées dans le cadre des dernières recherches est la stabilité à long terme lorsqu'elles sont testées pour un éclairage et un chauffage continus, qui, selon les chercheurs, imitent les conditions que le matériau rencontrerait dans le monde réel.
Les bâtiments ne sont actuellement pas construits pour accueillir des façades génératrices d'énergie.
"La science sous-jacente fonctionne, et le concept est fantastique, en particulier pour les bâtiments avec d'immenses façades en verre et relativement peu d'espace sur le toit disponible pour le photovoltaïque conventionnel au silicium", a déclaré le Dr. James O'Shea, professeur agrégé et lecteur en physique. School of Physics & Astronomy and University of Nottingham Energy Institute, a déclaré à Lifewire dans un e-mail.
Lance Wheeler, un scientifique du National Renewable Energy Laboratory (NREL), est également enthousiasmé par le développement. "Les mesures d'efficacité et de transparence des fenêtres photovoltaïques en pérovskite continuent d'augmenter et pourraient avoir des impacts réels", a déclaré Wheeler à Lifewire par e-mail.
Cependant, Wheeler a souligné que plusieurs domaines doivent être abordés en plus de l'efficacité et de la transparence avant de voir ces fenêtres photovoltaïques semi-transparentes déployées de manière omniprésente.
Pour commencer, ils devraient adopter une couleur esthétiquement acceptable. Wheeler a déclaré que les cellules de pérovskite sont jaunes, oranges ou rouges, et qu'il devrait y avoir une couche supplémentaire pour changer la couleur en gris neutre ou en bleu et vert subtils, qui sont les plus courants pour les fenêtres.
Wheeler a également reconnu que si les matériaux pérovskites ont parcouru un long chemin en termes de durabilité, les applications intégrées au bâtiment sont encore plus exigeantes que les installations solaires sur les toits ou à grande échelle, car les pannes et les remplacements sont plus coûteux et perturbent les occupants.
Dr. O'Shea a suggéré que les cellules solaires en pérovskite peuvent peut-être être utilisées en tandem avec du silicium traditionnel pour fabriquer des cellules hybrides avec une plus grande efficacité. Il est convaincu que le développement des fenêtres solaires contribuera à la maturité de la technologie des cellules solaires à pérovskite, conduisant à leur adoption accrue dans les années à venir.
"Les bâtiments ne sont pas actuellement construits pour accueillir des façades génératrices d'énergie", a souligné Wheeler. "Il faut éduquer et changer l'industrie de la construction avant que cela ne se produise à grande échelle."
