Les tendances de construction respectueuses de l'environnement ont stimulé la popularité des revêtements de fenêtres qui réduisent les coûts de chauffage et de refroidissement en bloquant les parties inutiles de la lumière du soleil. Ils ont également inspiré les scientifiques et les ingénieurs à créer des des cellules solaires transparentes pour transformer les fenêtres en générateurs d'électricité miniatures. Des chercheurs chinois sont allés plus loin et ont combiné ces deux fonctions en un seul matériau compatible avec les fenêtres qui pourrait doubler l'efficacité énergétique d'un ménage moyen. Leur travail paraît le 3 juillet dans la revue Joule .

« Le photovoltaïque intégré au bâtiment est un excellent exemple de marché où le photovoltaïque au silicium, malgré leur bon marché et leurs performances, ne sont pas les plus appropriées en raison de leur aspect terne et de leur lourdeur, " dit l'auteur principal Hin-Lap Yip, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'Université de technologie de Chine du Sud. "Au lieu, nous pouvons transformer le photovoltaïque organique en semi-transparent, poids léger, et des films colorés parfaits pour transformer les fenêtres en générateurs d'électricité et en isolants thermiques."

Construire un prototype capable à la fois de produire de l'électricité et d'éviter un échauffement excessif, les chercheurs - qui étaient également dirigés par Fei Huang, également professeur de science des matériaux à l'Université de technologie de Chine du Sud - il fallait effectuer un équilibre à trois voies entre la récolte de la lumière pour la production d'électricité, le bloquer pour l'isolation thermique, et la transmettre comme une fenêtre le ferait normalement. Mélange et appariement parmi les matériaux et composés chimiques précédemment proposés pour ces différents usages, ils ont mis au point un appareil qui laisse passer les portions visibles familières de la lumière du soleil, a renvoyé la lumière infrarouge (un grand coupable de chauffage), et converti la région proche infrarouge intermédiaire en un courant électrique.

Des calculs au dos de l'enveloppe suggèrent qu'en théorie, L'installation de fenêtres dotées de propriétés de production d'électricité et d'isolation thermique pourrait réduire de plus de 50 % la dépendance d'un ménage moyen aux sources électriques externes. Bien que cette estimation suppose que chaque centimètre carré de chaque fenêtre serait recouvert de cellules solaires multifonctionnelles, il ne nécessite qu'une légère augmentation des performances de conversion de puissance par rapport au chiffre de 6,5% réalisé par Yip, Huang, et leurs collègues. « Pour cette démonstration, nous n'utilisons même pas les meilleurs photovoltaïques organiques qui existent dans ce domaine. Leur efficacité s'améliore rapidement, et nous espérons être en mesure d'améliorer continuellement les performances de ce film de fenêtre unifié à cellules solaires, " dit Yip.

Ces matériaux à double fonction en sont encore à leurs balbutiements, mais les auteurs s'attendent à ce qu'ils ouvrent la voie à de nouvelles technologies bénéfiques. "La fabrication de cellules solaires polymères semi-transparentes multifonctionnelles à isolation thermique n'est que le début de l'exploration de nouvelles applications du photovoltaïque organique, " dit Yip. " Une version conçue pour les serres auto-alimentées n'est qu'un des nombreux produits percutants que nous voulons développer pour l'avenir. "