Depuis les années 1990, des technologies photovoltaïques alternatives au silicium se développent (pour des applications diverses dans les bâtiments, les transports ou l’agriculture sous serre). Ainsi, les chercheurs de l’Irig développent des cellules solaires à base de colorants et viennent de réaliser une cellule photochromique qui s’opacifie sous illumination, tout en restituant fidèlement les couleurs. Ce phénomène étant réversible, il ouvre la porte à des utilisations dans le domaine des vitrages à propriétés optiques dynamiques pour des applications diverses dans les bâtiments, les les transports ou l’agriculture sous serre.
Les chercheurs de l’Irig ont développé et caractérisé des cellules solaires à base de colorants photochromiques de la famille des diphényl-naphtopyrannes substitués par un motif carbazole. Comparés au colorant de référence substitué par une diphénylamineces nouveaux colorants présentent un meilleur rendu des couleurs dans le spectre visibleune large absorptionainsi qu’une cinétique de décoloration plus rapide.
Les résultats montrent un rendement jusqu’à 3%. De plus, les chercheurs ont fabriqué un mini-module solaire semi-transparent avec une surface active de 14 cm2 dont la transparence varie de 66% à 50% et produisant une puissance de 14 mW. L’indice de rendu des couleurs est supérieur à 95 quel que soit l’état de coloration des cellules (voir Figure).
Figure : Transmittance de la lumière visible par la cellule solaire intégrée dans un mini-module semi-transparent ; en gris apparaît son spectre de réponse photopique pour l’œil humain. À droite, exemple de rendu photographique d’un papillon à travers le mini-module de 23 cm2 (1) avant Activation de la coloration et (2) après activation.
Ces résultats démontrent que l’ingénierie moléculaire des photosensibilisateurs photochromiques est une stratégie pertinente pour le développement de cellules solaires semi-transparentes avec des propriétés optiques dynamiques. Il est aujourd’hui possible de concevoir des cellules solaires transparentes capables de changer de couleur et dont la transmission de la lumière s’ajuste d’elle-même aux conditions de luminositétout en assurant le confort visuel des utilisateurs.
Références
Fauvel S, Riquelme A, Andrew Chestnut JM, Mwalukuku V, Kervella Y, Kumar Challuri V, Wild F, Narbey S, Maldivi P, Aumaître C et Demadrille R.
Colorants photochromiques push-pull pour cellules solaires semi-transparentes avec propriétés optiques réglables en lumière et indice de rendu des couleurs élevé.
Science chimique 2023.
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