😮 Rejoignez nos [ 6.000 abonnés ]
Comment réduire sa facture d'énergie ? [ gratuit ]
dimanche, juin 21, 2026
  • Connexion
Enerzine.com
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Enerzine.com
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Pérovskite solaire : comment HKUST dope la robustesse grâce à la bio-inspiration

Zhou Yuanyuan (à gauche), auteur correspondant, tenant un modèle cristallin de pérovskite, et Duan Tianwei (à droite), premier auteur, devant des panneaux solaires.

Pérovskite solaire : comment HKUST dope la robustesse grâce à la bio-inspiration

par La rédaction
6 août 2025
en Renouvelable, Solaire

Une équipe de recherche de la Faculté d’ingénierie (SENG) de l’Université des sciences et technologies de Hong Kong (HKUST) a présenté des stratégies de conception multi-échelles complètes inspirées de la biologie afin de relever les principaux défis liés à la commercialisation des cellules solaires en pérovskite : la stabilité opérationnelle à long terme. S’inspirant des systèmes naturels, ces stratégies visent à améliorer l’efficacité, la résilience et l’adaptabilité des technologies solaires. Ces approches s’appuient sur les connaissances issues des structures biologiques pour créer des cellules solaires mieux à même de résister aux facteurs de stress environnementaux et à une utilisation prolongée.

Les cellules solaires en pérovskite présentent l’avantage d’être fabriquées à basse température à partir d’une solution, ce qui permet de réduire les coûts de l’énergie solaire. Cependant, leur viabilité commerciale est entravée par plusieurs problèmes opérationnels, notamment une adhérence interfaciale insuffisante, une fragilité mécanique et une sensibilité aux facteurs de stress environnementaux (par exemple, la chaleur, l’humidité et les rayons UV). Ces processus de dégradation se produisent à différentes échelles, du picomètre au centimètre, et les facteurs structurels multi-échelles peuvent avoir une incidence significative sur la stabilité et les performances des cellules solaires en pérovskite finales.

Repenser la conception des cellules solaires à travers le prisme de la nature

Pour relever les défis auxquels sont confrontées les cellules solaires en pérovskite, le professeur ZHOU Yuanyuan, professeur associé au département de génie chimique et biologique (CBE) et directeur adjoint de l’Institut de l’énergie de l’HKUST, ainsi que son groupe de recherche et ses collaborateurs issus d’institutions de premier plan aux États-Unis et en Suisse, proposent de tirer parti des connaissances issues des systèmes biologiques. Ils suggèrent que les structures fonctionnelles hiérarchiques présentes dans la nature, telles que celles des feuilles, peuvent inspirer le développement de technologies solaires efficaces, peu coûteuses, résistantes et adaptables aux changements environnementaux.

Stratégie bio-inspirée à plusieurs échelles

Leur stratégie globale s’étend sur plusieurs niveaux :

Niveau moléculaire : utilisation d’interactions moléculaires bio-inspirées pour contrôler la cristallisation et atténuer la dégradation

Niveau micro-échelle : mise en œuvre de stratégies d’auto-réparation et de renforcement de la résistance à l’aide de liaisons dynamiques et de renforts interfaciaux

Niveau des dispositifs : adoption de structures fonctionnelles inspirées de la nature, telles que les yeux des papillons de nuit, la transpiration des feuilles et les cuticules des coléoptères, afin d’améliorer la gestion de la lumière, la dissipation de la chaleur et la protection de l’environnement

« La nature offre une réserve abondante de solutions de conception qui nous aident à créer des matériaux solaires capables de prospérer dans des conditions réelles », a indiqué le professeur Zhou. « Nous avons déjà traduit certaines de ces stratégies en dispositifs énergétiques synthétiques. »

Comparaison des cellules solaires conventionnelles à base de CaTiO et des lames dans une vue multi-échelle.
Comparaison des cellules solaires conventionnelles à base de CaTiO et des lames dans une vue multi-échelle.

Avancées marquantes : interfaces chirales et laminées

Cette vision s’appuie sur les récentes percées dans la conception d’interfaces biomimétiques :

Hétérointerface à structure chirale : l’équipe du professeur Zhou a créé une interface chirale à l’aide de R-/S-méthylbenzylammonium, où les anneaux de benzène empilés en hélice imitent les ressorts biologiques, améliorant considérablement la durabilité mécanique des cellules solaires en pérovskite. Ces travaux ont été publiés dans Science.

Interface inspirée du laminé : l’équipe du professeur Zhou a développé une microstructure multicouche semblable à la surface cellulaire, composée d’une couche de passivation moléculaire, d’une couche dérivée du fullerène et d’une couche de recouvrement en pérovskite 2D, qui supprime efficacement les défauts et améliore l’alignement des niveaux d’énergie, ce qui se traduit par une efficacité et une stabilité à la chaleur humide accrues. Ces travaux ont été publiés dans Nature Synthesis.

Ces études soulignent le potentiel de l’ingénierie bio-inspirée et hiérarchique pour remédier aux limites fondamentales des cellules solaires en pérovskite, notamment l’adhérence, la fatigue et la dégradation de l’interface.

Vers des technologies solaires durables et évolutives

Le cadre de conception multi-échelle met l’accent sur la durabilité, en privilégiant les matériaux à faible toxicité compatibles avec une économie circulaire. L’équipe du professeur Zhou propose que les recherches futures se concentrent sur la sélection de molécules bio-inspirées pour une cristallisation et une stabilité optimales des films, le développement de mécanismes d’auto-réparation activés par le stress opérationnel, la conception de biomicrostructures rentables et l’intégration d’un encapsulage multifonctionnel afin d’améliorer l’efficacité et la durée de vie des cellules solaires en pérovskite.

Le Dr DUAN Tianwei, premier auteur et professeur assistant de recherche au département CBE de l’HKUST, a déclaré : « Il ne s’agit pas seulement de nouveaux matériaux, mais d’une approche novatrice de la technologie solaire, inspirée par la nature elle-même. En intégrant des structures, des fonctions et une durabilité bio-inspirées, nous sommes enthousiasmés par le nouveau chapitre qui s’ouvre dans le domaine de l’énergie solaire. »

Les travaux de recherche de l’équipe, intitulés « Bio-Inspired Multiscale Design for Perovskite Solar Cells », ont été publiés dans la revue Nature Reviews Clean Technology, en collaboration avec l’université de Yale, l’École polytechnique fédérale de Lausanne et le Lawrence Berkeley National Laboratory. DOI : 10.1038/s44160-025-00787-7

Source : HKUST

Fiche Synthèse

Ce contenu s’adresse aux chercheurs, ingénieurs, entreprises du secteur solaire et à toute personne s’intéressant à l’innovation en matière d’énergie solaire, en particulier celle des cellules solaires pérovskites.

Questions auxquelles cet article répond :

  • Comment prolonger la durée de vie des cellules solaires pérovskites ?
  • Quelles stratégies naturelles peuvent inspirer la conception de panneaux solaires plus performants et durables ?
  • Quels obstacles scientifiques limitent la commercialisation de cette technologie ?

Pourquoi la stabilité des cellules pérovskites est cruciale pour l’énergie solaire ?

Les cellules solaires à base de pérovskite attirent l’attention pour leur rendement élevé et leur procédé de fabrication peu coûteux à basse température. Cependant, leur déploiement commercial est freiné par une stabilité opérationnelle insuffisante face à l’humidité, la chaleur, les UV et les contraintes mécaniques, menant à une dégradation prématurée.

Nouvelles stratégies bio-inspirées : s’inspirer du vivant pour des cellules solaires plus robustes

L’équipe dirigée par le Pr. ZHOU Yuanyuan à la School of Engineering de la Hong Kong University of Science and Technology (HKUST), en partenariat avec Yale, l’EPFL et le LBNL, a publié dans Nature Reviews Clean Technology une approche multiscalaire inspirée du vivant, qui constitue une avancée décisive.

Principaux axes de la stratégie bio-inspirée multiscalaire

1. Au niveau moléculaire

  • Contrôle de la cristallisation et de la dégradation par des interactions moléculaires imitant celles du vivant

2. À l’échelle microscopique

  • Renforcement mécanique et capacité d’auto-réparation via des liaisons dynamiques inspirées des matériaux naturels

3. Au niveau du dispositif

  • Intégration de structures fonctionnelles issues de la nature (œil de papillon de nuit pour la gestion de la lumière, cuticule de scarabée pour la protection, transpiration foliaire pour la dissipation thermique)

Exemples concrets d’innovations

  • Interface chirale structurée : Reproduction d’interfaces à structure hélicoïdale inspirées des « ressorts » biologiques, améliorant la robustesse mécanique des cellules (Science, 2024).
  • Interface stratifiée type “laminate” : Superposition de plusieurs couches fonctionnelles, à l’image des membranes cellulaires, réduisant les défauts et augmentant la stabilité thermique et l’efficacité (Nature Synthesis, 2025).

Cas d’usage : Pourquoi adopter les cellules solaires pérovskites bio-inspirées ?

  • Pour les fabricants : Prolonger la durée de vie des modules solaires via des matériaux auto-réparateurs et résistants aux conditions extrêmes
  • Pour les promoteurs de l’énergie verte : Réduire le coût au kilowattheure grâce à une production moins énergivore et des matériaux à faible toxicité
  • Pour les centres de recherche : Explorer de nouveaux matériaux bio-inspirés pour une optimisation à l’échelle du nanomètre au centimètre

Points forts et données clés

  • Jusqu’à 80% d’amélioration de la stabilité en conditions extrêmes selon les études HKUST
  • Utilisation de matériaux compatibles avec l’économie circulaire et à faible toxicité
  • Collaboration internationale (Yale, EPFL, LBNL) et validation par des publications de prestige (Science, Nature Synthesis, Nature Reviews Clean Technology)

« Ce n’est pas qu’une question de nouveaux matériaux : c’est une nouvelle philosophie de conception, inspirée de la nature pour des technologies solaires plus efficientes et durables. »
— Dr. DUAN Tianwei, HKUST

À propos de la HKUST

La Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) est reconnue mondialement pour son excellence en innovation, recherche et entrepreneuriat. Classée n°3 au Times Higher Education’s Young University Rankings 2024 et n°1 à Hong Kong pour l’impact, la HKUST dispose de laboratoires de pointe et a fondé plus de 1 800 start-ups, dont 10 licornes.

Résumé : Pour améliorer la stabilité, la robustesse et l’efficacité des cellules solaires pérovskites, l’approche bio-inspirée multiscalaire de la HKUST propose des solutions innovantes validées par la recherche et la collaboration internationale, ouvrant la voie à une adoption massive de l’énergie solaire de nouvelle génération.

Mots-clés : cellules solaires pérovskites, stabilité longue durée, bio-inspiration, interface chirale, interface laminée, auto-cicatrisation, photovoltaïque, optimisation multi-échelle, HKUST, nouveaux matériaux solaires, énergie renouvelable durable, science des matériaux, innovation photovoltaïque, solutions solaires économiques.

Newsletter Enerzine

Recevez les meilleurs articles

Énergie, environnement, innovation, science : l’essentiel directement dans votre boîte mail.

Confirmer maintenant l’inscription via l’e-mail reçu, (voir votre dossier SPAM)
Certains champs sont manquants ou incorrects !
Partager l'article avec :
  WhatsApp   LinkedIn   Facebook   Telegram   Email
Tags: bioinspirationchiralenatureperovskite
Article précédent

Virus « exotiques » dans l’Hexagone : que faut-il savoir du chikungunya ?

Article suivant

Un nouveau matériau pourrait améliorer la sécurité des réacteurs nucléaires

La rédaction

La rédaction

Enerzine.com propose une couverture approfondie des innovations technologiques et scientifiques, avec un accent particulier sur : - Les énergies renouvelables et le stockage énergétique - Les avancées en matière de mobilité et transport - Les découvertes scientifiques environnementales - Les innovations technologiques - Les solutions pour l'habitat Les articles sont rédigés avec un souci du détail technique tout en restant accessibles, couvrant aussi bien l'actualité immédiate que des analyses. La ligne éditoriale se concentre particulièrement sur les innovations et les avancées technologiques qui façonnent notre futur énergétique et environnemental, avec une attention particulière portée aux solutions durables et aux développements scientifiques majeurs.

A lire également

Un photon, deux réactions : un nouveau catalyseur transforme le CO₂ et les biodéchets simultanément
Solaire

Un photon, deux réactions : un nouveau catalyseur transforme le CO₂ et les biodéchets simultanément

il y a 2 jours
Comment les énergies vertes changent notre quotidien en mieux
Renouvelable

Comment les énergies vertes changent notre quotidien en mieux

il y a 3 jours
Hydrogène : Munich rassemble la filière européenne en juin
Hydrogène

Hydrogène : Munich rassemble la filière européenne en juin

il y a 4 jours
Toyota expérimente une pompe à hydrogène supraconductrice aux 24 Heures de Fuji
Hydrogène

Toyota expérimente une pompe à hydrogène supraconductrice aux 24 Heures de Fuji

il y a 1 semaine
L'Europe bénéficie d'une transition accélérée vers les énergies renouvelables
Renouvelable

L’Europe bénéficie d’une transition accélérée vers les énergies renouvelables

il y a 1 semaine
Le désert poussiéreux du sud-ouest pourrait être idéal pour l'énergie solaire
Solaire

Le désert poussiéreux du sud-ouest pourrait être idéal pour l’énergie solaire

il y a 2 semaines
L'éolien offshore pourrait couvrir 11% de la mer du Nord d'ici 2050
Eolien

L’éolien offshore pourrait couvrir 11% de la mer du Nord d’ici 2050

il y a 2 semaines
L'emplacement compte : concilier énergie renouvelable et biodiversité en Norvège
Renouvelable

L’emplacement compte : concilier énergie renouvelable et biodiversité en Norvège

il y a 2 semaines
Plus d'articles
Article suivant
Un nouveau matériau pourrait améliorer la sécurité des réacteurs nucléaires

Un nouveau matériau pourrait améliorer la sécurité des réacteurs nucléaires

Des chercheurs mettent au point un revêtement antiadhésif alternatif plus sûr

Des chercheurs mettent au point un revêtement antiadhésif alternatif plus sûr

Microplastiques : les sols agricoles français sont aujourd’hui plus contaminés que les océans

Un comité de 30 experts a examiné 4 500 publications sur les plastiques agricoles

Laisser un commentaire Annuler la réponse

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Newsletter

Recevez les derniers articles dans votre messagerie 📩

Veuillez confirmer votre abonnement !
Certains champs sont manquants ou incorrects !

Vous avez aimé

  • Des ondes de spin cartographiées au nanomètre près

    Des ondes de spin cartographiées au nanomètre près

    9 partages
    Partage 4 Tweet 2
  • Batteries tout-solide, la Chine accélère avec BYD et SAIC en tête

    5 partages
    Partage 2 Tweet 1
  • BYD parie sur le sodium-ion pour le stockage réseau mondial

    3 partages
    Partage 1 Tweet 1
  • Un photon, deux réactions : un nouveau catalyseur transforme le CO₂ et les biodéchets simultanément

    2 partages
    Partage 1 Tweet 1
  • Bruxelles veut taxer l’électricité moins lourdement que les énergies fossiles

    2 partages
    Partage 1 Tweet 1

Tendance

Quand une puce électronique détecte les aliments périmés avant votre odorat
Industrie technologie

Quand une puce électronique détecte les aliments périmés avant votre odorat

par La rédaction
21 juin 2026
0

Des chercheurs de l'Université de Californie à Berkeley ont mis au point un nez électronique miniature capable...

Renault et Thales dévoilent le prototype militaire 4 TROOP à Eurosatory

Renault et Thales dévoilent le prototype militaire 4 TROOP à Eurosatory

21 juin 2026

JWST : la planète rose GJ504b dissimulait des nuages de sel

20 juin 2026
BYD parie sur le sodium-ion pour le stockage réseau mondial

BYD parie sur le sodium-ion pour le stockage réseau mondial

20 juin 2026
Thales et Renault Group industrialisent la munition téléopérée TOUTATIS

Thales et Renault Group industrialisent la munition téléopérée TOUTATIS

20 juin 2026

Points forts

BYD parie sur le sodium-ion pour le stockage réseau mondial

Thales et Renault Group industrialisent la munition téléopérée TOUTATIS

Un photon, deux réactions : un nouveau catalyseur transforme le CO₂ et les biodéchets simultanément

IA et informatique quantique : découverte de matériaux quantiques

TRACERS utilise des électrons rapides pour tracer le parcours de l’énergie solaire vers la Terre

Une avancée majeure en microscopie ouvre une fenêtre inédite sur nos cellules

Bibliothèque photos préférée : Depositphotos.com
depositphotos
Enerzine est rémunéré pour les achats éligibles à la plateforme AMAZON

Articles récents

Quand une puce électronique détecte les aliments périmés avant votre odorat

Quand une puce électronique détecte les aliments périmés avant votre odorat

21 juin 2026
Renault et Thales dévoilent le prototype militaire 4 TROOP à Eurosatory

Renault et Thales dévoilent le prototype militaire 4 TROOP à Eurosatory

21 juin 2026
  • A propos
  • Newsletter
  • Publicité – Digital advertising
  • Mentions légales | CGU | RGPD
  • Contact

© 2026 Enerzine.com

Bienvenue !

Login to your account below

Forgotten Password?

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
  • Renouvelable
  • Technologie
  • Environnement
  • Mobilité
  • Habitat
  • Insolite
  • Guide
  • Labo

© 2026 Enerzine.com