Toyobo Co., Ltd. et l'institut de recherche du gouvernement français CEA ont réussi à faire des essais de petites cellules photovoltaïques organiques (OPV) sur un substrat de verre avec le meilleur rendement de conversion au monde dans une pièce sombre. L'équipe a testé des modules OPV sur un substrat de film PET léger (polyéthylène téréphtalate) au cours de leur projet de recherche conjoint. Les produits d'essai utilisent un matériau générateur d'électricité pour le VPO que Toyobo a développé.

Les OPV ont attiré une large attention en tant que cellules solaires de nouvelle génération. Toyobo vise à mettre le matériau en pratique dès le début, principalement comme source d'alimentation sans fil dans des appareils tels que la température, capteurs d'humidité et de mouvement.

Les cellules OPV sont des cellules solaires qui peuvent être créées en enrobant des matériaux organiques générateurs d'électricité, notamment des atomes de carbone et de soufre, sur un substrat de verre ou de plastique avec des électrodes. Comme il peut être façonné en mince, formes souples, il se fixe facilement sur les murs ou les surfaces en tissu où les cellules solaires inorganiques répandues ne conviennent pas à l'installation. Il y a donc de grandes attentes pour l'OPV en tant que source d'alimentation sans fil pour les capteurs et les appareils portables, indispensables aux applications Internet des objets (IoT).

Toyobo a développé un matériau générateur d'énergie pour les OPV afin de produire des puissances élevées à partir de sources lumineuses à faible éclairage en utilisant des technologies de synthèse organique qu'il a cultivées au cours de ses années de recherche sur la chimie fine. Le matériau peut se dissoudre facilement même dans des solvants sans halogène, lui permettant d'être enduit uniformément sur un substrat, et peut ainsi générer de l'énergie de manière stable avec peu de différence individuelle.

Pour commercialiser le matériel rapidement, Toyobo a mené la recherche conjointe avec le CEA pendant six mois à partir de juin de l'année dernière. Au cours de l'entreprise, Toyobo et le CEA ont réussi à fabriquer des petites cellules OPV sur un substrat de verre avec le meilleur rendement de conversion au monde en optimisant les solvants et la technique de revêtement. Dans une expérience de vérification sous un éclairage au néon avec 220 lux, équivalent à la luminosité d'une pièce sombre, il a été confirmé que le produit d'essai avait atteint une efficacité de conversion d'environ 25 %, ou 60 % plus élevé que celui des cellules solaires au silicium amorphe couramment utilisées pour les calculatrices de bureau. Ils ont également réalisé des prototypes de modules OPV sur un substrat de film PET d'une surface effective de 18 centimètres carrés, bien que le revêtement d'un matériau générateur d'énergie sur un film PET soit plus difficile qu'un substrat en verre. Le module était capable de produire environ 130 microwatts sous le même éclairage.

Toyobo envisage de commercialiser ce matériau principalement auprès des fabricants de cellules solaires, sur la base du savoir-faire acquis grâce à la recherche conjointe. D'abord, la société vise à déployer le matériel d'ici mars 2023 en tant que source d'alimentation sans fil pour la température, capteurs d'humidité et de mouvement.