Un module solaire semi-transparent pour des applications en serre agricole

D’après pv magazine international.

Des chercheurs de l’université de Rome Tor Vergata, en Italie, ont mis au point un panneau solaire organique basé sur des cellules solaires à pigment photosensible (DSSC) pour des applications dans les cultures en serre.

“Nous avons utilisé les panneaux pour étudier le rapport entre la production d’énergie pour une serre aquaponique avancée, et son effet sur le filtrage de la lumière pour la croissance des cultures”, a déclaré l’auteur de la recherche, Luigi Vesce, à pv magazine. “Nous avons couvert une surface de serre de 2 m2 avec 40 modules”.

Le panneau solaire a un rendement de conversion de puissance de 3,88% et une transparence de 35%. Sa surface active mesure 221 cm2 et la surface d’ouverture du module est de 312,9 cm2. Ses créateurs affirment que le module a présenté une grande stabilité même en étant exposé durant 1 000 heures à des températures allant de 60 à 85 degrés Celsius et sous l’effet d’un léger trempage.

Les cellules solaires ont été connectées en série au cours d’un processus industriel qui a entièrement été réalisé à l’air ambiant. “La largeur de la cellule unique a été conçue en fonction de compromis bien connus entre les pertes d’efficacité de la zone géométrique et la résistivité des électrodes transparentes FTO”, a déclaré l’équipe. La photoélectrode et la contre-électrode ont été fabriquées en verre et sérigraphiées avec des contacts en argent.

Une pâte de dioxyde de titane (TiO2) fournie par le fabricant GreatCell, basé en Australie, a été appliquée sur la photoélectrode. “La couche résultante de TiO2 agissant comme un semi-conducteur à large bande passante avait une épaisseur de 5 μm avec une taille de particule d’environ 20 nm, en adéquation avec une couche de TiO2 pour une application semi-transparente”, notent les scientifiques, ajoutant que le module a été assemblé en laminant deux chaînes de cellules via un processus de laminage à chaud sous vide à l’aide d’un laminateur industriel. “Deux verres trempés de 4 mm d’épaisseur ont été utilisés comme substrats externes et deux feuilles d’EVA réticulant à basse température de 450 m d’épaisseur comme encapsulants.”

Lors des tests effectués dans la serre, le panneau a d’abord montré une efficacité moyenne de 2,5 %, une tension moyenne de 8,9 V et un courant moyen de 152 mA. Sa puissance nominale se situait entre 2 et 3 W. Cependant, après quelques jours, le rendement de conversion de l’énergie a augmenté d’environ 30 %. “En général, dans la technologie DSSC, les meilleurs rendements sont observés plusieurs jours après la fabrication du dispositif”, expliquent les scientifiques italiens.

Selon eux, les modules solaires sont capables de fournir une partie de l’électricité nécessaire à l’alimentation des capteurs de température et d’humidité de la serre. “Les résultats préliminaires concernant la croissance des plantes sous la lumière filtrée des DSSC ne suggèrent aucune différence entre la croissance des laitues sous lumière naturelle et sous lumière filtrée des DSSC”, ont-ils déclaré, ajoutant que des recherches supplémentaires sont nécessaires.

Tous les détails techniques sur le nouveau module peuvent être trouvés dans l’article Stable Semi-Transparent Dye-Sensitized Solar Modules and Panels for Greenhouse Application, qui a été récemment publié dans Energies.