Une nouvelle méthode à faible coût qui simplifie la production de cellules solaires organiques imprimées

© Thor Balkhed

Les cellules solaires organiques font lentement leur chemin dans une industrie dominée, jusqu'à présent, par le silicium. Cependant, la communauté scientifique déploie de nombreux efforts pour soutenir des alternatives plus durables et économiques. C'est la ligne d'un projet promu depuis la Suède par l'Université de Linköping, qui a développé une méthode qui simplifie la production de cellules solaires organiques imprimées.

De l'avis de l'équipe de recherche, les avantages de ce type de solution justifient leur effort. Parmi eux, le faible coût des matériaux et la simplicité des méthodes de fabrication sont deux des plus remarquables. Cependant, cette simplicité n'était pas encore atteinte lorsqu'il s'agissait de créer des cellules solaires minces et flexibles de ce type.

Ces innovations - dont celle de cette université - utilisent des électrons avec deux variantes du polymère PEDOT: le PPS . Ainsi, tandis que l'un agit comme l'anode, l'autre est modifié pour le faire comme la cathode. Entre les deux électrodes se trouve la couche active qui est responsable de la capture de la lumière et de la production d'électrons. La pierre d'achoppement à laquelle se heurtait habituellement cette architecture a commencé à partir du moment où les électrodes et la couche active ont été imprimées, l'une sur l'autre. De cette manière, tout défaut dans l'une des couches affectait l'autre pour exacerber davantage, provoquant même des courts-circuits.

Si, pour pallier ce problème en phase de production, la réponse habituelle à ce jour était d'activer un courant à travers la cellule, les chercheurs suédois ont désormais inversé ce mécanisme. Pour ce faire, la méthode qu'ils proposent consiste à utiliser le polymère actif comme colle . Avec ce matériau, deux couches de plastique du système seraient revêtues, l'une avec l'anode et l'autre avec la cathode, pour ensuite stratifier l'unité.

Cette approche a permis d'obtenir les avantages escomptés. Avec seulement deux couches incluses dans l'impression des systèmes, la quantité de défauts diminue considérablement. De plus, la probabilité que deux défauts coïncident sur les deux faces et au même point est pratiquement exclue. C'est, du moins, ce que cette équipe s'assure qu'en plus, pour éviter les problèmes liés à l'humidité, elle a choisi de la stratifier, le plus tôt possible, dans des conditions atmosphériques protégées.

© Tekniska verken

Bien que ce type de cellule ne puisse toujours pas rivaliser en termes d'efficacité avec les cellules de silicium, la vérité est que cette méthode progresse pour entrer sur le marché. Pour cela, cette solution imaginée sous la direction d'Olle Inganäs a sauté dans le monde de l'entreprise, en particulier la spin-off Epishine. Dans celui-ci, des progrès sont réalisés pour appliquer cette solution aux cellules intérieures. Plus précisément, la firme a à l'esprit que ces cellules solaires organiques imprimées fournissent de l'énergie à des capteurs d'alimentation tels que ceux qui permettent de mesurer la température de la maison.

Au fur et à mesure que la phase de lancement commercial progresse, le promoteur de ce nouveau système y voit de nombreuses potentialités, sans qu'il soit nécessaire qu'il entre en concurrence avec les cellules silicium. «Les cellules solaires organiques peuvent être utilisées dans une multitude de contextes», explique Inganäs, professeur d'électronique organique et biomoléculaire qui cite, comme les propriétés les plus remarquables de ces systèmes, leur semi-transparence, leur flexibilité et leur faible coût de fabrication.

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