(Phys.org) -- Des chercheurs de l'UCLA ont développé une nouvelle cellule solaire transparente qui constitue une avancée pour donner aux fenêtres des maisons et autres bâtiments la capacité de produire de l'électricité tout en permettant aux gens de voir à l'extérieur. Leur étude paraît dans la revue ACS Nano .

L'équipe de l'UCLA décrit un nouveau type de cellule solaire polymère (PSC) qui produit de l'énergie en absorbant principalement la lumière infrarouge, pas de lumière visible, rendant les cellules transparentes à près de 70 % à l'œil humain. Ils ont fabriqué l'appareil à partir d'un plastique photoactif qui convertit la lumière infrarouge en courant électrique.

"Ces résultats ouvrent le potentiel de cellules solaires polymères visiblement transparentes en tant que composants supplémentaires de l'électronique portable, les fenêtres intelligentes et le photovoltaïque intégré au bâtiment et dans d'autres applications, " a déclaré le responsable de l'étude Yang Yang, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'UCLA, qui est également directeur du Nano Renewable Energy Center du California NanoSystems Institute (CNSI).

Yang a ajouté qu'il y a eu un intérêt mondial intense pour les cellules solaires dites polymères. "Nos nouveaux PSC sont fabriqués à partir de matériaux similaires au plastique et sont légers et flexibles, " dit-il. " Plus important encore, ils peuvent être produits en grand volume à faible coût."

Les cellules solaires polymères ont attiré une grande attention en raison de leurs avantages par rapport aux technologies de cellules solaires concurrentes. Les scientifiques ont également étudié intensément les PSC pour leur potentiel à faire des progrès uniques pour des applications plus larges. Plusieurs de ces applications seraient rendues possibles par des dispositifs photovoltaïques (PV) visiblement transparents à hautes performances, y compris le photovoltaïque intégré au bâtiment et les chargeurs PV intégrés pour l'électronique portable.

Précédemment, de nombreuses tentatives ont été faites pour démontrer des PSC visiblement transparentes ou semi-transparentes. Cependant, ces démonstrations entraînent souvent une faible transparence de la lumière visible et/ou une faible efficacité du dispositif, car les matériaux PV polymères appropriés et les conducteurs transparents efficaces n'ont pas été bien déployés dans la conception et la fabrication des dispositifs.

Une équipe de chercheurs de l'UCLA du California NanoSystems Institute, l'École d'ingénierie et de sciences appliquées de l'UCLA Henry Samueli et le Département de chimie et de biochimie de l'UCLA ont fait preuve de hautes performances, traité par solution, des cellules solaires polymères visiblement transparentes grâce à l'incorporation d'un polymère sensible à la lumière proche infrarouge et à l'utilisation de films composites de nanofils d'argent comme électrode transparente supérieure. Le polymère photoactif proche infrarouge absorbe plus de lumière proche infrarouge mais est moins sensible à la lumière visible, équilibrer les performances des cellules solaires et la transparence dans la région de longueur d'onde visible.

Une autre percée est le conducteur transparent fait d'un mélange de nanofils d'argent et de nanoparticules de dioxyde de titane, qui a pu remplacer l'électrode métallique opaque utilisée dans le passé. Cette électrode composite permet également de fabriquer les cellules solaires de manière économique par traitement en solution. Avec cette combinaison, Une efficacité de conversion de puissance de 4 % pour les cellules solaires polymères traitées en solution et visiblement transparentes a été atteinte.

« Nous sommes enthousiasmés par cette nouvelle invention sur les cellules solaires transparentes, qui a appliqué nos récentes avancées dans les fenêtres conductrices transparentes (également publiées dans ACS Nano ) pour fabriquer ces appareils, " a déclaré Paul S. Weiss, Directeur du CNSI et Chaire Fred Kavli en sciences des nanosystèmes.