Révolution dans l'énergie solaire : l'Université technique de Chemnitz étudie les cellules organiques !

Révolution dans l'énergie solaire : l'Université technique de Chemnitz étudie les cellules organiques !

La recherche sur les cellules solaires organiques a pris de l'ampleur ces dernières années, notamment à l'Université technologique de Chemnitz, où une équipe dirigée par le professeur Carsten Deibel travaille intensivement à l'augmentation de l'efficacité de ces technologies. L'accent est mis ici sur la compréhension des porteurs de charge lents, responsables d'une résistance de transport importante. Ce phénomène affecte à la fois le facteur de remplissage et les performances globales des cellules solaires. Les résultats de ces recherches sont publiés dans des revues renommées telles que « Reports on Progress in Physics » et « Advanced Energy Materials » pour offrir de nouvelles perspectives à la communauté scientifique.

La collaboration interdisciplinaire est un élément essentiel de ces progrès. Dans le cadre du groupe de recherche DFG « Photovoltaïque organique imprimé et stable avec accepteurs non fullerène – POPULAIRE », des experts de plusieurs universités allemandes et britanniques ont travaillé sur des projets financés à hauteur d'environ cinq millions d'euros. L'objectif de ce groupe est d'améliorer et d'optimiser les cellules solaires organiques pour une production de masse.

Le rôle des cellules solaires organiques

Les cellules solaires organiques, constituées de produits chimiques organiques uniformes, en particulier de composés d'hydrocarbures tels que les plastiques, offrent plusieurs avantages par rapport aux technologies conventionnelles. En août 2018, leur efficacité était de 17,3 %, ce qui est inférieur à celui des cellules solaires inorganiques, mais se distingue par ses processus de fabrication rentables et polyvalents. Les premières cellules solaires organiques ont été développées par Ching W. Tang en 1985 et reposent toujours sur des polymères conjugués et des fullerènes dans leurs couches.

L’un des défis majeurs est la lenteur des mouvements des supports de charges. Ces problèmes peuvent être contournés en utilisant un système donneur-accepteur qui permet un transfert de charge rapide. La couche active de ces cellules est déposée sur une électrode conductrice transparente qui maximise l’absorption de la lumière, tandis qu’une électrode métallique collecte les porteurs de charge collectés de l’autre côté de la couche.

Innovations et défis

En plus de la recherche à l'Université technologique de Chemnitz, des institutions comme celle-ci poursuivent Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire approches innovantes pour produire des cellules solaires organiques. Ils travaillent sur des matériaux moins chers et plus respectueux de l’environnement, abordables pour un usage commercial. Le développement de cellules transparentes flexibles et légères pourrait ouvrir des domaines d'application révolutionnaires, par exemple en tant que solutions intégrées dans des systèmes de fenêtres ou des films de protection agricole qui offrent à la fois une protection et contribuent à la production d'énergie.

Même si le photovoltaïque organique a progressé ces dernières années, sa stabilité à long terme reste l’un des principaux obstacles à sa percée commerciale. Des entreprises comme Heliatek ont ​​été fondées pour mettre ces technologies en production de masse, mais des développements sont encore nécessaires pour optimiser la durée de vie et l’efficacité de ces cellules à la lumière du soleil. Créer un environnement de marché stable pour les cellules solaires organiques nécessite non seulement des améliorations technologiques mais également des stratégies économiques visant à réduire les coûts.

Les développements actuels montrent que la vivacité et l'esprit d'innovation dans le domaine de l'énergie solaire organique deviennent de plus en plus importants. Les projets de recherche et les entreprises s'efforcent de surmonter les défis et de concrétiser ainsi les avantages de cette technologie pour une application plus large.