Photovoltaïque : des cellules solaires organiques bientôt produites à l'échelle industrielle ? Eco-construction | 10.04.14

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Photovoltaïque : des cellules solaires organiques bientôt produites à l'échelle industrielle ?
Dans la course aux EnR, les cellules solaires organiques offrent une alternative intéressante aux composants inorganiques, comme le silicium, utilisés actuellement dans les panneaux photovoltaïques. Mais leur développement industriel était freiné notamment par les propriétés des matériaux actifs actuellement utilisés : les polymères conjugués. Des chercheurs de l'Institut des sciences et technologies moléculaires d'Angers viennent de trouver une alternative.

Les cellules solaires, reliées entre-elles, pour former un module solaire photovoltaïque permettent de produire de l'électricité grâce à la transformation d'une partie du rayonnement solaire. Actuellement, celles qui sont commercialisées pour les panneaux photovoltaïques sont composées de matériaux inorganiques, comme le silicium.

Mais depuis moins de cinq ans, les chercheurs se penchent vers d'autres solutions alternatives et notamment les cellules solaires organiques, composées de semi-conducteurs organiques à base de molécules carbonées. Seul hic, les matériaux actifs utilisés pour ces cellules solaires, les polymères conjugués, posent des problèmes de complexité de la synthèse, de purification, de contrôle de la structure et des masses moléculaires mais aussi dans la distribution des différentes longueurs de chaînes (polydispersité).

Pour résoudre le problème, des chercheurs de l’Institut des sciences et technologies moléculaires d'Angers – Moltech Anjou (CNRS / Université d’Angers) se sont penchés sur une voie alternative pour remplacer les polymères conjugués. Leurs recherches se sont portées sur la mise au point de nouveaux matériaux actifs, en s'efforçant d'intégrer dès la conception des molécules, les contraintes liées à un futur développement industriel : simplicité de la structure, synthèse en peu d'étapes, rendement global élevé, réactions compatibles avec une montée en échelle et recours en priorité à une chimie propre.

Une chimie propre

Lors d'une précédente publication en juin 2013, les chercheurs avaient démontré que des molécules de structures minimalistes étaient capables de fournir des performances intéressantes dans des cellules de structure rudimentaire. Une nouvelle étape vient d'être franchie le 27 mars dernier avec la synthèse d'une molécule active à l'aide de deux réactions de condensation qui ne nécessitent pas de catalyseurs métalliques coûteux et ne produisent comme sous-produit de réaction que de l'eau.

Les premiers tests sur des dispositifs basiques montrent des performances intéressantes bien qu'encore modestes et le travail de recherche se poursuit afin de valoriser cette approche par la synthèse de nouvelles molécules actives, fait savoir le CNRS.

Une baisse du coût de l'électricité photovoltaïque

Les cellules solaires organiques ouvrent de larges possibilités d'extension des applications de la conversion photovoltaïque, en tirant parti de la plasticité et de la légèreté des matériaux organiques. D'autre part, la possibilité de mettre en oeuvre ce type de matériaux par voie humide (encres, peintures) permet de réduire l'empreinte carbone de leur fabrication, par rapport à la filière silicium. Enfin, ces cellules solaires nouvelle génération laissent entrevoir une réduction drastique du coût de l'électricité photovoltaïque par rapport aux cellules à base de silicium.

C.T (source : CNRS)
© goodluz - Fotolia.com

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