Un groupe de scientifiques travaille à l'optimisation d'un type de cellule photovoltaïque (cellule de Grätzel) qui imite artificiellement la photosynthèse.

Au sein du projet Consolider HOPE (projets financés par le Ministère de l'Innovation et de la Science), un groupe de scientifiques de l'Universidad Pablo de Olavide (UPO), dirigé par Juan Antonio Anta, travaillent sur l'optimisation d'un type de cellule photovoltaïque (cellule de Grätzel) qui mime artificiellement la photosynthèse.

Les cellules de Grätzel sont des dispositifs photovoltaïques qui tirent parti de l'interaction d'un semi-conducteur structuré de taille inférieure au nanomètre et d'un colorant organique qui agit comme un capteur solaire.

Selon Elena Guillén, membre du groupe Coloides y Celdas Solares Nanoestructuradas (colloïdes nanostructurés et cellules solaires) de l'UPO, ce colorant peut être synthétique ou naturel et peut même permettre l'utilisation de la chlorophylle pour ce type de cellule.

Ainsi, des chercheurs de l'UPO ont entamé une étude avec laquelle ils espèrent augmenter l'efficacité de ces composants organiques à base d'éosine ou de mercurochrome en incorporant des sels ioniques, dits solvants verts, en vue d'empêcher l'évaporation des composés liquides et la réduction conséquente de l'efficacité.

Des études antérieures montrent que les sels ioniques sont moins volatils et c'est cette caractéristique que le groupe dirigé par le professeur Anta cherche à exploiter. « Malgré son état liquide, ces types de solvants ont des niveaux de viscosité élevés et, donc, au cours des prochains mois, nous poursuivrons notre étude, travailler sur différentes alternatives au sein des liquides ioniques, leur synthèse, etc., " commente Elena Guillén.

Les avantages et les inconvénients de la nouvelle génération

Bien qu'il existe déjà des cellules de troisième génération sur le marché (par exemple, pour recharger les téléphones portables), selon les chercheurs, leur utilisation pratique est anecdotique. Cependant, en raison de leurs propriétés de flexibilité et de variété de couleurs et de formes, l'avenir de ces cellules réside dans de nouvelles niches de marché telles que la décoration ou l'utilisation dans des fenêtres colorées qui non seulement laissent passer la lumière mais utilisent cette lumière pour produire de l'électricité.

D'autre part, outre l'amortissement rapide des coûts de production d'énergie -estimés sur une année d'utilisation-, il y a aussi le faible coût des matériaux. "Les matières organiques sont généralement moins chères, " affirme le chercheur, malgré quoi la recherche continue d'un colorant organique alternatif à celui actuellement utilisé, dérivé du ruthénium.

"Le paradoxe réside dans le fait que si l'on utilise ces cellules parce que leur avantage concurrentiel est qu'elles sont moins chères et plus facilement disponibles, puis on utilise une teinture à base de métal précieux, quel est l'avantage ?", souligne Elena Guillén.

D'autre part, les chercheurs sont conscients qu'il s'agit d'une technologie relativement nouvelle - ce type de cellule a été inventé en 1991 - qui doit encore être fortement développée. Par ailleurs, l'efficacité maximale obtenue en laboratoire n'est que de 11%, ce qui est compétitif mais il diminue lorsqu'il est extrapolé à l'échelle industrielle.

Le principal défi technologique est actuellement le problème de la dégradation des cellules. "Si vous utilisez un colorant organique, il peut être dégradé par l'action du soleil, avec la réduction conséquente de la durée de vie utile par rapport aux cellules en silicium. D'autre part, " souligne le chercheur, "notre groupe travaille sur l'un des aspects clés pour améliorer la stabilité des cellules - l'élimination du besoin d'utiliser des liquides qui peuvent présenter des problèmes d'évaporation, etc. et pour lequel, comme déjà mentionné, nous nous concentrons sur l'utilisation de sels ioniques."

Source :Andalucía Innova, via AlphaGalileo