Des chercheurs sud-coréens ont mis au point des cellules solaires transparentes capables de générer de l’électricité tout en laissant passer la lumière. Une innovation qui pourrait permettre de recharger nos appareils électroniques directement à travers leur écran ou les vitres des bâtiments. L’équipe a réussi à créer des modules solaires transparents et à les utiliser pour recharger un smartphone, ouvrant la voie à de nombreuses applications pratiques.
Les cellules solaires transparentes représentent une piste intéressante pour produire de l’énergie renouvelable de manière discrète. Contrairement aux panneaux solaires classiques, elles peuvent s’intégrer à des surfaces vitrées sans en altérer l’apparence. Cependant, leur développement se heurte à plusieurs défis techniques.
Une équipe de l’Université des Sciences et Technologies d’Ulsan (UNIST) en Corée du Sud a franchi une étape importante dans ce domaine. Les chercheurs ont conçu un nouveau type de cellule solaire transparente en silicium cristallin, offrant à la fois un bon rendement énergétique et une excellente transparence.
L’innovation repose sur une configuration appelée «tout-contact-arrière» (all-back-contact ou ABC en anglais). Le professeur Kwanyong Seo, qui a dirigé l’étude, explique : « Nous avons placé tous les composants de la cellule solaire sur la face arrière, ce qui permet d’obtenir une surface avant parfaitement transparente et incolore, semblable à du verre ordinaire.«
Les cellules ainsi créées atteignent un rendement de conversion énergétique de 15,8%, tout en laissant passer en moyenne 20% de la lumière visible. Il s’agit d’un bon compromis entre production d’énergie et transparence.
Des modules sans couture
L’équipe a également développé une technique pour assembler les cellules en modules plus grands, sans utiliser de fils métalliques visibles. La «modularisation sans couture» permet de préserver l’esthétique transparente du dispositif.
Les chercheurs ont ainsi réalisé un module de 16 cm² capable de produire une tension de 10 volts et une puissance de 235 milliwatts. À titre de comparaison, une cellule unique de 1 cm² génère 0,64 volt et 15,8 milliwatts.
Pour démontrer le potentiel de leur technologie, les scientifiques ont réussi à recharger un smartphone en utilisant un module solaire transparent exposé à la lumière naturelle. Cela ouvre la voie à des applications pratiques :
- Écrans de smartphones capables de recharger la batterie
- Vitres de bâtiments produisant de l’électricité
- Pare-brise de voitures générant de l’énergie
Jeonghwan Park et Kangmin Lee, deux des auteurs principaux de l’étude, soulignent : «Notre recherche résout fondamentalement les problèmes esthétiques des méthodes existantes de modularisation des cellules solaires. Elle démontre que les cellules solaires transparentes en silicium peuvent s’utiliser dans divers secteurs, des petits appareils aux vitrages de bâtiments et d’automobiles.»
Impact potentiel sur l’industrie énergétique
Bien que prometteuse, la technologie nécessite encore des améliorations avant une éventuelle commercialisation. Les chercheurs travaillent à augmenter le rendement énergétique tout en maintenant un bon niveau de transparence.
Le professeur Seo se montre optimiste quant à l’avenir de cette technologie. Il déclare : «Nous avons ouvert une nouvelle voie pour la recherche sur la modularisation, essentielle à la commercialisation des cellules solaires transparentes en silicium. Nous prévoyons de poursuivre nos travaux afin que les cellules solaires transparentes deviennent une technologie clé dans l’industrie de l’énergie propre du futur.»
L’étude, soutenue par l’Institut coréen d’évaluation et de planification des technologies énergétiques (KETEP), a été publiée dans la revue scientifique Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) le 7 août 2024.
L’intégration de cellules solaires transparentes dans les objets du quotidien pourrait transformer notre façon de produire et de consommer l’énergie. Les bâtiments équipés de telles vitres deviendraient des mini-centrales solaires, contribuant à réduire la dépendance aux énergies fossiles. Dans le secteur automobile, les pare-brise solaires pourraient alimenter les systèmes électroniques des véhicules, voire contribuer à la recharge des batteries des voitures électriques.
Pour les appareils mobiles, la possibilité de recharger un smartphone à travers son écran représenterait une véritable révolution. Cela pourrait réduire considérablement la dépendance aux prises électriques et prolonger l’autonomie des appareils, en particulier dans les zones où l’accès à l’électricité est limité.
Article : « All-back-contact neutral-colored transparent crystalline silicon solar cells enabling seamless modularization »- DOI: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39110726/
