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Voir le soleil autrement

Les scientifiques ont élaboré des systèmes moléculaires photosensibles couplés à des cellules solaires pour permettre l'absorption d'un spectre plus large de l'énergie solaire. Un meilleur rendement de conversion pourrait entraîner une commercialisation à grande échelle.

Énergie

Capter l'énergie solaire pour produire de l'électricité via la technologie photovoltaïque de pointe est un concept au seuil d'une pénétration du marché à grande échelle. Il faut pour cela réaliser une augmentation de la conversion énergétique combine à une diminution des coûts. Un moyen prometteur d'améliorer l'efficacité consiste à améliorer le spectre d'absorption des matériaux photovoltaïques de manière à ce qu'ils incluent une plus grande partie du spectre du soleil. Actuellement, les bandes d'absorption des meilleurs matériaux PV couvrent une plage de longueurs d'onde de 400 à 1 200 nanomètres (nm), alors que le spectre solaire inclut des longueurs d'onde de 290 à 3 790 nm. Des scientifiques ont lancé le projet EPHOCELL («Smart light collecting system for the efficiency enhancement of solar cells»), financé par l'UE, pour étudier le potentiel des transferts d'énergie intra- et intermoléculaires supportés par un composé photoluminescent. La rétrogradation, la conversion d'une énergie lumineuse supérieure vers une énergie lumineuse inférieure, est un processus relativement bien exploré alors que l'application pratique d'extrapolation dans les appareils PV reste un défi. EPHOCELL s'est attelé à développer un modulateur de longueur d'onde simple à partir de matériaux innovants de rétrogradation et d'extrapolation pour améliorer considérablement l'efficacité des panneaux PV. Le rendement quantique d'un composé photoluminescent est une mesure d'efficacité. EPHOCELL avait pour objectif un rendement quantique de conversion d'au moins 85 % pour la rétrogradation et de 12 % pour l'extrapolation. Les scientifiques ont réalisé une conversion de rendement quantique de 13 % pour l'extrapolation et de 76 % pour la rétrogradation. Différents matériaux hôte et convertisseurs ont été utilisés pour coupler les systèmes avec le silicium cristallin à grande particule (Si), le silicium amorphe (a-Si) et les cellules solaires sensibles aux colorants. Les cellules solaires PV couplées à la rétrogradation ont généré des améliorations d'efficacité jusqu'à 45 % et couplées à l'extrapolation, jusqu'à 2 %. Des prévisions pour les futurs systèmes à extrapolation 'idéaux' ont été réalisées sur la base des résultats de modélisation et une analyse coûts-bénéfices a permis d'effectuer des comparaisons préliminaires avec le coût d'autres technologies conçues pour améliorer l'efficacité PV. EPHOCELL a considérablement fait progresser l'état des systèmes moléculaires pour la modulation PV pour une meilleure efficacité. La nouvelle technologie a ouvert la voie pour une commercialisation à grande échelle de la technologie PV.

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