Le CEA affiche une nouvelle famille de colorants photochromes adaptés au PV

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Le résultat de ce travail ouvre la voie à des vitrages photovoltaïques dont la transparence s’adapte à la luminosité. Cette application est particulièrement intéressante dans le bâtiment ou dans le secteur automobile. Ces résultats ont fait l’objet d’une publication dans Nature Energy le 8 juin 2020, précise un communiqué du CEA publié à cette occasion.

Faible coût, haute efficacité (14 %) même sous peu d’éclairage, ces cellules solaires transparentes à colorant se distinguent surtout de leurs concurrentes par leur couleur et leur transparence qui intéressent les architectes.

En proposant des cellules dont la transparence s’adapte à l’ensoleillement, les chercheurs de l’Institut de recherche interdisciplinaire à Grenoble (Irig) du CEA ont réussi à trouver un compromis entre transparence et efficacité de conversion. Comme les lunettes photochromiques, ces cellules s’assombrissent sous fort éclairement pour produire de l’électricité et s’éclaircissent dès que la lumière du soleil décline.

Les chercheurs de l’Irig ont développé des colorants photochromes de différentes couleurs . Leur formulation et leur structure ont alors été optimisées afin de concilier photochromisme et effet photovoltaïque. Les cellules photochromiques obtenues passent du jaune pâle à l’orangé, au rouge ou encore au vert foncé sous forte luminosité, ce qui permet d’augmenter leur rendement photovoltaïque. Une cellule de surface active de 14 cm² a ainsi produit 32,5 mW après coloration.

Le CEA ajoute que « les premiers résultats en termes de stabilité sont également très encourageants (au moins 50 jours sans encapsulation, c’est-à-dire sans aucune protection sur la cellule). Il reste donc à optimiser la stabilité de ces cellules et les vitesses de transition entre faible et forte luminosités ».

Ces travaux, menés dans l’UMR Systèmes moléculaires et nanomatériaux pour l’énergie et la santé (SyMMES, CEA-CNRS-UGA) sont soutenus par l’Agence nationale de la Recherche (ANR, programme OH-risque) et par une bourse ERC Advanced Grant qui a débuté en septembre 2019, précise le communiqué de l’organisme de recherche.