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Renforcer l'efficacité des cellules solaires pour réduire le coût global de l'énergie

Des scientifiques financés par l'UE ont développé des cellules solaires innovantes en polymère organique qui promettent d'augmenter considérablement l'efficacité de la conversion d'énergie. Surmonter l'obstacle de l'efficacité pourrait aboutir à une réduction du prix de l'énergie solaire pour tous.
Renforcer l'efficacité des cellules solaires pour réduire le coût global de l'énergie
Le soleil est une source d'énergie renouvelable à quasiment 100% qui peut être exploitée par des cellules photovoltaïques (PV) ou solaires pour produire de l'électricité. La technologie en la matière a considérablement progressé au cours des dernières décennies et la recherche se penche actuellement sur les moyens d'accroître l'efficacité énergétique de la conversion tout en diminuant les coûts. La majorité de ces travaux est consacrée à la mise au point de matériaux innovants présentant des propriétés optoélectroniques modulables.

Les cellules solaires polymères ont beaucoup attiré l'attention au cours des dernières années, mais les matériaux à base d'aniline sont une catégorie prometteuse qui a largement été négligée. On peut oxyder l'aniline, un monomère, pour produire une variété de différents polymères à base d'aniline avec des micro- et nanostructures très intéressantes. Le projet SOLICOAPS («Self-organising liquid-crystalline oligoanilines for photovoltaic applications»), financé par l'UE, a appliqué des techniques synthétiques développées récemment à de nouveaux semi-conducteurs organiques auto-assemblés à base d'aniline.

Les cristaux liquides présentent des propriétés optiques uniques et leur auto-organisation en états ordonnés entre le liquide et le cristal ouvrent la porte à de nombreuses applications. Le cristallin liquide (CL) auto-assemblé de semi-conducteurs peut donner lieu à des architectures empilées et alignées qui augmentent la mobilité des porteurs de charge et est d'un grand intérêt pour la communauté de la PV.

Les scientifiques se sont concentrés sur les composés LC tétra(aniline) (TANI). Ils ont conçu et synthétisé de nouveaux TANI et les ont mélangé avec les matériaux photo-actifs (accepteur d'électrons) PC60BM et IC60BA. Le premier LC TANI dans un état ​​semi-oxydé (éméraldine base - EB) présentant de nouvelles propriétés chimiques et électrochimiques a été obtenu par la caractérisation de matériaux. En outre, la désactivation de la photoluminescence (une indication de la rapidité à laquelle se produit le transfert de charge) des accepteurs d'électrons C60 par dérivés TANI EB rend ces composés prometteurs pour des applications photovoltaïques.

Le projet SOLICOAPS ouvre une nouvelle voie à la conception de LC TANIS comme une nouvelle catégorie de donneurs d'électrons pour les accepteurs d'électrons C60 bien connus. Le transfert de charge hautement efficace devrait conduire à la mise au point de la technologie PV rentable et à l'adoption généralisée sur le marché. Ceci permettra de réduire la dépendance vis-à-vis de la combustion des combustibles fossiles et, par conséquent, l'impact environnemental associé.

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