Demain des panneaux solaires en plastique
Et l'électricité fut
Le désir de transformer de la lumière en électricité ne date pas d’hier. Le physicien Antoine Becquerel avait déjà constaté, dans les années 1830, que des éléments conducteurs d’électricité pouvaient produire un courant électrique lorsqu’ils étaient éclairés. Il faudra tout de même attendre le tournant du XIXe siècle et l’émergence de la physique nucléaire pour expliquer ce phénomène. Prenons donc un matériau semi-conducteur et exposons-le à la lumière : nous constatons alors que les photons, la particule élémentaire de la lumière, arrachent les électrons en laissant un trou. Et comme la nature a horreur du vide, ces électrons recherchent désespérément une place libre, produisant ainsi du courant électrique. C’est, très schématiquement, ce qui se passe dans une cellule photovoltaïque.
Silicium : une technologie trop onéreuse...
Aujourd’hui, les cellules photovoltaïques sont essentiellement fabriquées à partir du silicium. La silice est une matière première abondante et par conséquent bon marché. Certes ; mais fabriquer des cellules photovoltaïques à partir de ce matériau nécessite beaucoup d’énergie et est donc très cher. On compare souvent cette fabrication à celle des microprocesseurs. Leur coût de revient avoisine les 4 € par watt produit. Les études montrent qu’une cellule photovoltaïque à base de silice ne pourra être amortie qu’au bout de plusieurs années. Ceci, même si l’on considère qu’avec 15 %, son rendement, soit le taux de conversion du rayonnement solaire en énergie, est satisfait.
...et bientôt dépassée ?
On assiste là à un joli paradoxe : les cellules photovoltaïques en silicium produisent de l’électricité grâce à une énergie propre et gratuite (le soleil) mais ont besoin d’une grande quantité d’énergie provenant d’hydrocarbures pour être fabriquées. C’est la quadrature du cercle !
Les cellules organiques pourraient être une solution au problème. Cette technologie innovante est encore au stade expérimental. Mais déjà quelques prototypes sortent des laboratoires et nous permettent de visualiser la révolution qu’elles entraîneront dans les années, voire les mois, à venir.
Des cellules 100% plastique
Ces cellules organiques sont en fait et tout simplement des cellules en plastique. Le grand avantage des polymères qui entreront dans la composition des futurs panneaux solaires repose sur leur prix de fabrication, nettement moins onéreux que celui de leurs cousins en matière minérale. Mais ce n’est pas le seul intérêt que semble promettre cette nouvelle technologie, puisque ces panneaux seront également nettement plus légers et surtout flexibles, et qu’il pourront aisément épouser toute forme de surface. A quand leur disponibilité sur le marché ? La technologie avance très vite, même si quelques problèmes subsistent néanmoins à ce jour. Le premier est de l’ordre du rendement, autour de 5 %, qui est perfectible. Le second tient à la résistance encore faible de ces cellules aux UV. Parions que cette technologie sera tout de même rapidement disponible, car ses applications futures font rêver nombre de designers qui les imaginent déjà habillant des tours de bureaux en encore des toits de voitures.
J'imprime mon panneau solaire
L’encre solaire existe bel et bien. D'ici peu, il sera envisageable d’imprimer son propre panneau solaire avec son imprimante. Des chimistes canadiens ont en effet développé une encre photovoltaïque applicable sur un film plastique souple, fin et léger. Cette encre peut être déposée un peu partout pour transformer n’importe quelle surface en pile solaire organique. Il est possible d’imprimer des tissus, des films plastiques ou du verre pour transformer vêtements, parasols ou vitrages en piles photovoltaïques. Pour cela, les chercheurs ont créé une nouvelle famille de polymères : les polycarbazoles, un assemblage d’atomes de carbone, d’hydrogène, d’azote et de soufre. Le résultat est saisissant : cette encre est photosensible, conductrice d’électricité, résistante à l’eau, à la chaleur et aux intempéries, et permet la fabrication de cellules ayant un rendement de 8 %. Des chargeurs de téléphone utilisant cette technologie devraient bientôt faire leur apparition. Ces cellules seront une vraie révolution, qui devrait apporter de grands changements à nos modes de vie.
