Des scientifiques découvrent des nanotubes photovoltaïques

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Les scientifiques qui étudiaient diverses fonctions d’un nanotube semi-conducteur ont découvert qu’un tel matériau – à base de disulfure de tungstène – présentait un bulk photovoltaic effect (BPVE) (« l’effet photovoltaïque en masse ») à un rendement bien supérieur à celui d’autres matériaux connus ce phénomène. Le BPVE se produit lorsqu’un courant est généré dans toute la structure d’un matériau plutôt que de s’appuyer sur une jonction entre les matériaux.

« Notre objet de recherche génère de l’électricité comme les panneaux solaires, mais d’une manière différente », a déclaré le professeur Yoshihiro Iwasa de l’Université de Tokyo. « Nous avons démontré pour la première fois que les nanomatériaux pourraient surmonter un obstacle qui limitera bientôt la technologie solaire actuelle. »

Le disulfure de tungstène ne présente un effet photovoltaïque que lorsqu’il est roulé en nanotubes. L’effet photovoltaïque en masse se produit parce que le nanotube n’est pas symétrique et que le courant généré a une direction privilégiée. D’autres matériaux ayant une structure similaire de « symétrie par inversion cassée » présentent un BPVE, mais Iwasa et son équipe ont constaté qu’avec les nanotubes en disulfure de tungstène, l’efficacité de conversion était bien supérieure à celles observées jusqu’ici.

« Nos recherches montrent une amélioration de l’ordre de grandeur de l’efficacité de BPVE par rapport à d’autres matériaux », a déclaré Iwasa. L’étude a été publiée dans Nature.

En théorie, pour les scientifiques, le BPVE pourrait être un chemin vers des cellules solaires à plus haute efficacité. Cependant, les rendements observés jusqu’à présent sont trop faibles pour aller au-delà du laboratoire. Iwasa a également noté que le développement du nanotube à une taille appropriée représente un défi majeur.

« Malgré cet énorme gain, notre nanotube WS2 ne peut pas encore être comparé au potentiel de génération de matériaux de jonction p-n », a-t-il ajouté. « C’est parce que l’appareil est nanoscopique et qu’il est difficile de l’agrandir. Mais c’est possible et j’espère que les chimistes seront prêts à relever ce défi. »