Cellules solaires : l’efficacité des yeux de papillon

C’est en copiant la nanostructure des yeux de papillons que des chercheurs pensent pouvoir relever l’un des défis majeurs du solaire photovoltaïque : contrer la propriété reflective du silicium, qui oblige les fabricants à appliquer de coûteux revêtements anti-reflets.

En reflétant la lumière, le silicium, composant de base des cellules photovoltaïques, nuit à l’efficacité des panneaux solaires.

La solution qu’emploient actuellement les fabricants est celle du revêtement anti-reflets. Outre le fait de représenter un coût important dans la fabrication, "le revêtement bleuâtre des traitements anti-reflet que l’on voit sur les cellules solaires n’est pas très efficace en dehors d’une fourchette assez étroite de longueur d’onde". Pour le professeur Jiang, de l’Université de Floride, l’alternative se trouverait dans les yeux des papillons de nuit.

"Nous avons trouvé notre inspiration dans la nature, en essayant d’imiter la nanostructure naturelle", explique-t-il :  "les yeux des papillons ne sont pas très réflechissants".

Les yeux des papillons ont la cornée recouvertes de bosses. Ces proéminences sont ordonnées de telle façon que la lumière ne peut pratiquement pas se refléter. Il est très probable que les papillons ont développé cette particularité pour échapper aux prédateurs nocturnes.

Pour reproduire cet effet, Jiang utilise une méthode dite de "spin coating" : faire tourner un substrat pour étaler la solution qui se trouve dessus. Des nanoparticules en suspension dans un liquide sont placées sur un "wafer" de silicium, semblable à ceux utilisés dans les cellules solaires.

"C’est de l’auto-assemblage", explique Jiang pour expliquer l’arrangement de nano-particules. "Toutes les particules sont de la même taille. C’est comme lorsque l’on met des perles de verre dans une boîte, avant de la secouer. Toutes les perles vont s’organiser elles-mêmes dans un ordre particulier". Les nanoparticules une fois réparties peuvent être utilisées comme modèle pour transférer la structure des nanoparticules sur le wafer.

En plus d’être techniquement simple, le processus est également peu coûteux, contrairement aux revêtements anti-reflets. Grâce à ce procédé, les panneaux réflechissent moins de 2% de la lumière, contre 35 à 40% de reflexion naturelle du silicium (sans revêtement). 

Pour Jiang et son équipe, la prochaine étape est celle de la fabrication."Nous pensons être prêt", estime-t-il. "Nous nous sommes rapporchés d’une start-up qui pourrait utiliser ce procédé pour concevoir des cellules solaires."

Il espère toutefois améliorer la conception : "A l’heure actuelle, cela se fait avec une seule plaquette de silicium cristallin. Nous espérons pouvoir étendre cette technologie pour qu’elle puisse fonctionner sur du silicium polycristallin, ce vers quoi les technologies s’orientent. "

Jiang affiche une confiance sans égal : "Etant donnée la simplicité du procédé, il n’y a aucune raison que cela ne marche pas. Son expansion ne devrait connaître aucune limite."

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4 Commentaires sur "Cellules solaires : l’efficacité des yeux de papillon"

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Guydegif(91)
Invité

Nouvelle piste qui s’annonce prometteuse ! efficace, simple et peu couteux ! que demande le peuple. Bon courage Mr Jiang pour la phase industrialisation ! A+ Salutations Guydegif(91)

Tamouc
Invité

Nouvelle piste qui s’annonce prometteuse ! efficace, simple et peu couteux ! D’accord c’est bien jolie mais nous ne savons rien sur les nanotechnologies. Il semblerait qu’elles ne soient pas sans danger pour la sante humaine. Alors oui au solaire mais non aux nanotechnologies (en tout cas pas tant que des etudes serieuses auront ete menees.

ELBIDO
Invité

Tu sais de quoi tu parles lorsque tu évoques la nanotechnologie ???

Greg
Invité

“En reflétant la lumière, le silicium, composant de base des cellules photovoltaïques, nuit à l’efficacité des panneaux solaire” Que de confusions à propos de ces panneaux un panneau solaire produit de la chaleur un panneau photovoltaique produit de l’éléctricité Prière de ne pas confondre ces technologies aux principes et rendements totalement diffèrents

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