Des scientifiques suédois et chinois ont mis au point un nouveau type de cellule solaire organique qui a été optimisé pour convertir la lumière ambiante intérieure en électricité. Ces cellules solaires peuvent produire de l’électricité à partir de l’éclairage domestique pour alimenter chaque jour tous nos appareils électroniques.
L’énergie qu’ils produisent est certes faible, mais elle est probablement suffisante pour alimenter les millions de produits que l’internet des objets va mettre en ligne.
Au fur et à mesure que l’Internet des objets se développe, on s’attend à ce que nous ayons besoin de millions de produits en ligne, tant dans les espaces publics que dans les foyers. Nombre d’entre eux feront partie des capteurs pour détecter et mesurer l’humidité, les concentrations de particules, la température et d’autres paramètres. C’est pourquoi la demande en sources d’énergies renouvelables de petite taille et bon marché augmente rapidement, afin de réduire le besoin de remplacement fréquent et coûteux des piles.
C’est là qu’interviennent les cellules solaires organiques. Non seulement elles sont flexibles, peu coûteuses à fabriquer et adaptées à la fabrication dans une presse à imprimer, mais elles présentent un autre avantage : la couche absorbant la lumière est constituée d’un mélange de matériaux donneur et accepteur. Cela permet d’obtenir une grande flexibilité dans l’accord des cellules solaires de sorte qu’elles sont optimisées pour les différents spectres de lumière de longueurs d’onde différentes.
Des chercheurs de Beijing et de Linköping, dirigés par Jianhui Hou et Feng Gao, ont mis au point une nouvelle combinaison de matériaux donneurs et accepteurs. Ils sont dotés d’une composition soigneusement déterminée, pour être utilisée comme couche active dans une cellule solaire organique. La combinaison absorbe exactement les longueurs d’onde de lumière qui nous entourent dans nos salons, à la bibliothèque et au supermarché.
« Ce travail est très prometteur pour les cellules solaires organiques qui seront largement utilisées dans notre vie quotidienne pour alimenter l’Internet des objets », a affirmé Feng Gao, maître de conférences à la Division de l’Olle Inganäs électronique biomoléculaire et organique de l’Université de Linköping.
Les chercheurs décrivent deux variantes d’une cellule solaire organique dans un article de Nature Energy, où une variante a une surface de 1 cm2 et l’autre de 4 cm2. La plus petite cellule solaire a été exposée à la lumière ambiante à une intensité de 1000 lux, et les chercheurs ont observé que jusqu’à 26,1% de l’énergie de la lumière était convertie en électricité. La cellule solaire organique a fourni une tension supérieure à 1 V pendant plus de 1 000 heures dans une lumière ambiante variant entre 200 et 1 000 lux. La plus grande cellule solaire a maintenu une efficacité énergétique de 23%.
Jianhui Hou, professeur à l’Institut de chimie de l’Académie chinoise des sciences, a ajouté : « Nous sommes convaincus que l’efficacité des cellules solaires organiques sera encore améliorée dans les années à venir pour les applications de lumière ambiante, car il y a encore une grande marge pour optimiser les matériaux utilisés dans ce travail ».
Le groupe de recherche en Biomoléculaire et en électronique organique de l’Université de Linköping, sous la direction de Olle Inganäs (aujourd’hui professeur émérite), est depuis de nombreuses années un leader mondial dans le domaine des cellules solaires organiques. Il y a quelques années, Olle Inganäs et son collègue Jonas Bergqvist, co-auteur des articles de Nature Materials et de Nature Energy , ont été fondés et sont aujourd’hui copropriétaires d’une société spécialisée dans la commercialisation de cellules solaires destinées à être utilisées à l’intérieur.
Crédit Photos : © Onnis Luque
Notre avis : cette innovation risque de révolutionner bon nombre de domaines, dans l’industrie, le commerce, ou pourquoi pas l’agriculture où le besoin en éclairage artificiel est important. Par contre, on peut s’interroger sur l’effet perverse de ce type d’énergie renouvelable : ne va t-on pas trop abuser de la lumière pour utiliser ou recharger ses appareils électriques ? Quelle sera alors la rentabilité de cette énergie !