Gros plan sur le film développé au KTH Royal Institute of Technology qui capture la lumière infrarouge pour la conversion solaire.
Ils passent toute la journée à se dorer au soleil, mais cela ne signifie pas que les panneaux solaires captent toute la lumière qui les frappe. En général, les cellules solaires sont capables d’exploiter la lumière visible pour produire de l’énergie, tandis que d’autres parties du spectre électromagnétique passent inaperçues, notamment l’infrarouge. Beaucoup de travail est en cours pour en intégrer d’autres, notamment au KTH Royal Institute of Technology de Suède, où les scientifiques ont mis au point un nouveau film qui, selon eux, peut être superposé aux cellules solaires pour accroître leur efficacité jusqu’à 25 %.
L’une des façons dont les scientifiques ont cherché à augmenter la performance des panneaux solaires est en les suralimentant avec des types spéciaux de nanoparticules. En dopant ces minuscules particules avec des colorants contenant des ions métalliques tels que le lanthanide, il est possible de les doter de la capacité d’utiliser d’autres types de lumière (comme l’infrarouge) et de la transformer ensuite en énergie.
Ces nanoparticules, connues sous le nom de nanoparticules à conversion ascendante (UCNP : Upconverting Nanoparticles), sont à la base de la percée du KTH Royal Institute of Technology. L’équipe dit qu’il y a actuellement de la place pour améliorer ce type de technologie, car les UCNP ont un seuil d’excitation qui est « beaucoup plus élevé » que ce que la lumière infrarouge peut leur offrir, une grande partie de son énergie continue à partir en gaspillage.
La solution de l’équipe a été de développer un réseau à base de polymères, composé de nanocristaux mélangés à une série de microlentilles, pour façonner la façon dont la lumière entre en jeu et améliorer les performances des UCNPs.
« La capacité des microlentilles à concentrer la lumière permet aux nanoparticules de convertir le faible rayonnement infrarouge en lumière visible utile aux cellules solaires « , explique Hans Ågren, professeur de chimie théorique et responsable de l’équipe de recherche.
Appliqué sous la forme d’une couche mince sur le dessus d’une cellule solaire ordinaire, cela a pour effet de moduler spatialement la lumière infrarouge, en la concentrant de la bonne manière pour améliorer considérablement l’efficacité de la conversion d’énergie.
« Nous avons obtenu une augmentation de 10 % de l’efficacité sans pour autant optimiser la technologie « , explique Hans Ågren. « Avec un peu plus de travail, nous estimons qu’une augmentation de 20 à 25 % de l’efficacité pourrait être atteinte. »
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/nr/c9nr03105g#!divAbstract
