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Toute cette lumière naturelle qui traverse vos fenêtres pourrait un jour faire bien plus qu’égayer votre humeur.
Des scientifiques suisses ont atteint un nouveau record d’efficacité pour les cellules solaires transparentes, ouvrant la voie à des fenêtres génératrices d’électricité qui pourraient aider à alimenter nos maisons et nos appareils.
Également connues sous le nom de cellules Grätzel, les cellules solaires à colorant (DSC) sont un type de cellule solaire à faible coût qui utilise un colorant photosensibilisé fixé à la surface d’un semi-conducteur pour convertir la lumière visible en énergie.
Les versions précédentes des DSC reposaient en grande partie sur la lumière directe du soleil, mais des scientifiques de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) ont trouvé un moyen de fabriquer des photosensibilisateurs transparents – des molécules qui peuvent être activées par la lumière – qui peuvent « adsorber » la lumière sur l’ensemble de la surface. spectre lumineux visible.
« Nos découvertes ouvrent la voie à un accès facile aux DSC hautes performances et offrent des perspectives prometteuses pour des applications comme alimentation et remplacement de batterie pour les appareils électroniques à faible consommation qui utilisent la lumière ambiante comme source d’énergie », ont écrit les auteurs de l’étude, publiée dans le revue scientifique Nature.
Panneaux solaires transparents
Les DSC sont transparents, flexibles et peuvent être fabriqués dans une large gamme de couleurs pour un coût relativement faible. Ces panneaux solaires transparents sont déjà utilisés dans les puits de lumière, les serres et les façades en verre.
En 2012, le SwissTech Convention Center est devenu la première application de la technologie DSC dans un bâtiment public.
En 2017, l’école internationale de Copenhague a inauguré son nouveau bâtiment recouvert d’environ 12 000 panneaux solaires bleus mais transparents qui utilisent la même technologie DSC.
Ils fournissent environ 300 mégawattheures (MWh) d’électricité par an, répondant à plus de la moitié des besoins énergétiques annuels de l’école.
Technologie solaire transparente avec 30 % d’efficacité
Mais malgré le fait que les fenêtres génératrices d’énergie soient sur le marché depuis plusieurs années, une plainte récurrente était leur capacité limitée à générer de l’électricité par rapport aux cellules solaires traditionnelles.
La nouvelle percée de l’équipe de l’EPFL pourrait bientôt aider à surmonter cet obstacle.
Grâce à une nouvelle conception de molécules, ils ont augmenté l’efficacité de conversion de puissance des DSC – en d’autres termes, la part de l’énergie solaire qui les éclaire et qui est convertie en électricité utilisable – allant au-delà de 15 % en plein soleil et jusqu’à 30 % cent dans des conditions de lumière ambiante.
À titre de référence, les panneaux solaires commerciaux ont actuellement une efficacité moyenne d’environ 20 %.
Les DSC de nouvelle génération ont également démontré une « stabilité opérationnelle à long terme » d’au moins 500 heures.
Les matériaux qui convertissent la lumière du soleil en énergie électrique ont un énorme potentiel pour répondre aux besoins croissants de la planète en technologies d’énergie renouvelable rentables.
Les fenêtres en verre ont un potentiel particulièrement énorme : imaginez si des gratte-ciel entiers pouvaient être transformés en fermes solaires verticales ?
En 2017, une équipe de Université de Michigan qui a développé un nouveau type de concentrateur solaire créant de l’énergie solaire lorsqu’il est placé au-dessus d’une fenêtre a estimé que les technologies solaires transparentes pourraient répondre à environ 40 % de la demande énergétique aux États-Unis.
Il a estimé que si elle était combinée avec des unités solaires sur le toit – et la bonne technologie de stockage – cette part pourrait atteindre près de 100 %.
En Europe, l’énergie solaire a représenté 12,2 % de l’électricité produite dans l’UE cet été, la part la plus élevée enregistré.
Selon les tendances actuelles, il a le potentiel de satisfaire jusqu’à 20 % de la demande d’électricité de l’UE d’ici 2040, selon le Commission européenne.
La majeure partie de l’énergie solaire de la planète n’est actuellement pas captée. À quoi ressembleraient les choses si chaque fenêtre autour de nous pouvait le récolter ?
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