Dans la nature, les plantes exploitent depuis des milliards d’années le rayonnement solaire en le transformant en énergie au moyen de la photosynthèse.
Les cellules photovoltaïques à colorants fonctionnent selon un principe analogue : dans ces cellules dites « de Grätzel » en référence à leur concepteur, des colorants organiques appelés phthalocyanines sont stimulés par le spectre rouge de la lumière du soleil et génèrent ainsi une charge électrique.
Une équipe de chercheurs, placée sous la houlette de Michael Grätzel de l’EPFL et de Brian Hardin de l’Université de Stanford, a maintenant réussi à augmenter l’efficacité des cellules par l’adjonction de nouveaux colorants appelés pérylènes. La sensibilité de ces nouvelles cellules a ainsi pu être élargie aux spectres vert et bleu de la lumière du soleil et leur apport énergétique augmenté d’un quart.
Comparées aux autres cellules photovoltaïques conventionnelles à semiconducteurs, ces « cellules de Grätzel » sont également effcaces en cas de faible luminosité et leur production est meilleur marché. Cependant, leur rendement reste assez faible, de l’ordre de 11% alors que celui des cellules au silicium est autour de 15%.
Les pérylènes seuls ne génèrent pas directement de charges électriques, mais ils transmettent leur énergie aux phtalocyanines qui, elles, induisent un courant. Cette technique augmente le rendement de plus de 25%.
Mais pour passer de l’échelle du laboratoire à des applications industrielles, un obstacle doit encore être surmonté : le problème de la stabilité à long terme de leur vitrifcation. Pour son développement de cellules photovoltaïques à colorants, le chimiste Michael Grätzel a obtenu cette année le Prix en sciences des matériaux de la Fondation internationale Balzan.
[ Article : Patrick Roth // Photo : Andri Pol ]
