septembre 2009

Des chercheurs de l’EPFL et de l’Université de Stanford (USA) ont développé une nouvelle génération de cellules photovoltaïques à colorants. Grâce à l’ajout d’un deuxième co- lorant, les nouvelles cellules réagissent à un spectre lumineux plus grand et sont par conséquent plus efficaces.

Cellules de Grätzel. Photo: EPFL

L’ajout d’un deuxième colorant permet aux cellules photovoltaïques à colorants – désignées aussi sous le nom de cellules de Grätzel en référence à leur concepteur – de réagir à un spectre lumineux plus grand qu’auparavant. Cette technologie a été développée conjointement par l’EPFL et par l’Université de Stanford (USA).

Réagir à un spectre lumineux plus large

Les phthalocyanines sont les colorants utilisés jusqu’à maintenant dans ces cellules photovoltaïques. Ils réagissent à la seule partie rouge du spectre lumineux. L’adjonction de nouveaux colorants, les pérylènes, élargit la sensibilité spectrale des cellules au vert et au bleu et permet d’augmenter leur efficacité.

Les pérylènes ne produisent pas directement de charge électrique. Ils réagissent à la lumière, puis transmettent cette énergie aux phthalocyanines, qui produisent la charge électrique. Jusqu’à aujourd’hui, les colorants des cellules photovoltaïques avaient pour tâche de produire directement du courant. Le nouveau processus indirect de transfert d’énergie est inspiré par la nature. Dans le processus de la photosynthèse des plantes, certaines molécules de chlorophylle émettent des signaux que d’autres reçoivent avant de mettre en route des processus de transfert de charges électriques. Cette forme de transfert a pour nom interaction dipolaire.

Le transfert de charge augmenté d’un quart

Les nouvelles cellules photovoltaïques à colorants sont testées en ce moment à l’EPFL. Les résultats sont prometteurs. Le transfert de charge est amélioré de 26%, comparé à un système basé sur les seules phthalocyanines. Le modèle recèle encore un potentiel plus grand: un système fonctionnant avec 3 ou même 4 colorants est envisageable.