Des cellules photovoltaïques organiques atteignent un rendement de conversion de 25 %

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En juillet 2019, le CEA-Liten et le spécialiste de la chimie japonais Toyobo annonçaient qu’ils s’associaient pour élaborer des modules PVO (photovoltaïque organique) présentant un meilleur rapport performance-prix que les autres technologies photovoltaïques pour des applications d’intérieur — la technologie PVO permettant d’obtenir une cellule solaire fine et flexible qui peut être installée à des endroits (murs, tissus) où les cellules solaires inorganiques classiques ne peuvent pas l’être.

Après six mois de recherche conjointe à l’INÈS, ils viennent de publier leurs premiers résultats : leurs petites cellules PVO ont obtenu le « meilleur rendement de conversion au monde dans une pièce sombre », déclarent-ils.

« Lors d’une expérience de vérification sous un éclairage au néon de 220 lux, équivalent à la luminosité d’une chambre noire, il a été confirmé que le produit testé avait atteint un rendement de conversion d’environ 25 %, soit 60 % de plus que celui des cellules solaires en silicium amorphe couramment utilisées pour les calculatrices de bureau », précisent-ils.

Pour ces dernières, des cellules solaires générales en silicium amorphe, Toyobo avait mesuré un rendement de conversion de 16 % sous une luminosité de 220 luxes.

Pour arriver à ce record, les chercheurs ont utilisé un matériau générateur d’énergie spécifique à la PVO développé par Toyobo, qui utilise des technologies de synthèse organique que l’entreprise a cultivées au cours de ses années de recherche sur la chimie fine. « Ce matériau peut se dissoudre facilement, même dans des solvants sans halogène, ce qui lui permet d’être appliqué uniformément sur un substrat et de produire de l’énergie de manière stable avec peu de différences individuelles », précise la société. Les équipes ont optimisé les solvants et la technique de revêtement de ces cellules PVO sur un substrat en verre.

Elles ont également développé des prototypes de modules PVO sur un substrat de film PET d’une surface effective de 18 cm2, malgré les difficultés plus élevées liées à l’application sur un film PET par rapport à un substrat en verre. Ce module a été capable de produire environ 130 microwatts sous le même éclairage, assurent les chercheurs.

Le communiqué annonçant le record précise que Toyobo proposera ce matériau notamment aux fabricants de cellules solaires, sur la base du savoir-faire acquis de cette recherche conjointe. L’objectif est qu’il soit utilisé d’ici mars 2023 essentiellement comme source d’énergie sans fil pour les capteurs de température-humidité et de mouvement.