Le rendement du photovoltaïque progresse grâce à la couleur

L’EPFL fait avancer la cause du photovoltaïque, notamment dans le domaine de la petite électronique.  Ses scientifiques viennent d’atteindre un rendement record sur des cellules dites de Grätzel, en combinant des pigments de couleur. Une découverte qui ouvre la voie à l’abandon des chargeurs au profit d’une exposition à la lumière ambiante.

Crédit image: EPFL, Alain Herzog

Le Swiss Tech Convention Center de l’EPFL est déjà équipé de ces nouvelles cellules colorées en façade.

Toujours plus performant ! Les chercheurs de l’EPFL continuent leurs investigations sur le photovoltaïque en cherchant à augmenter le rendement de l’énergie solaire. Ils viennent créer de nouvelles versions de cellules qui convertissent la lumière en électricité au moyen de photosensibilisateurs.

Le procédé n’est pas nouveau. Dans les années 1990, Brian O’Regan et Michael Grätzel mettaient au point de nouvelles cellules photovoltaïques mésoscopiques à pigment photosensible (DSC), dites cellules de Grätzel. Les photosensibilisateurs sont attachés à une surface de film ou à un matériau solide de transport de charges. La cellule produit de l’électricité en déplaçant les électrons vers une sortie comme un appareil ou une unité de stockage.

Transparence et couleur
Ces DSC sont transparentes, mais peuvent aussi être fabriquées dans de multiples couleurs. Elles sont déjà intégrées dans des puits de lumière, des façades vitrées, comme celles du Swiss Tech Convention Center d'Ecublens (VD), ou des serres. Elles existent aussi dans des versions plus légères, comme pour l’alimentation de portables ou de liseuses, en utilisant la lumière ambiante.

Les chercheurs de l’EPFL ont réussi  à augmenter les performances des DSC, notamment dans le domaine des photosensibilisateurs. Ils ont utilisées diverses méthodes, comme celle qui consiste à produire deux – ou plus - pigments différents et présente une absorption optique complémentaire. La conversion de puissance des cellules a alors attint des valeurs records. En combinant les pigments sur la totalité du spectre.

Molécules pigmentaires assemblées
Mais ce n’est pas tout. Les scientifiques viennent d’améliorer l’assemblage de deux nouvelles molécules pigmentaires photosensibilisantes pour augmenter la performance des DSC. Le résultat est spectaculaire. Le rendement de conversion de puissance a atteint 15,2% pour un rayonnement solaire standard, pour une durée de test de 500 heures. L’augmentation de la surface active de la cellule à 2,8 cm² a de plus permis de porter ce rendement à près de 30%.

Ces découvertes ouvrent la voie à un accès aisé à des DSC hautement performantes, indique l’EPFL. Partant, au remplacement d’une alimentation réseau et par batterie d’appareils électronique par une source d’énergie utilisant la lumière ambiante.