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Panneaux solaires s’inspirant de la photosyntèse

Une nouvelle technologie de cellules photovoltaïques durables, écologiques et économiques est développée depuis quelques années. Il s’agit de panneaux souples s’inspirant de la photosynthèse.

Un peu d’histoire

La découverte de l’effet photovoltaïque, attribuée à Alexandre Becquerel, date de 1839. Pourtant, la conception de la première cellule photovoltaïque classique à base de silicium n’a vu le jour qu’en 1954.

C’est au début des années 90 qu’un chimiste suisse, Michael Grätzel, professeur à l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), met sur pied une nouvelle technologie s’inspirant de la photosynthèse des plantes. Cette innovation lui a déjà valu de nombreux prix dont le Millenium Technology Prize en 2010 et le Prix Balzan en 2009.

Matériaux et coût

Les cellules photo-électrochimiques ou DSSC, de l’anglais « dye-sensitized solar cell » emploient un matériel inorganique, le dioxyde de titane semi-conducteur, ainsi qu’un matériel organique, un colorant soigneusement choisi en fonction de ses propriétés de conservation et de résistance.

Compte tenu de l’impact environnemental de la production des panneaux classiques dépendants du silicium, l’emploi de matériaux aussi courants est une grande avancée. Aussi le coût de production d’une telle technologie est relativement abordable étant donné la simplicité du procédé de fabrication et les matières premières plutôt accessibles et abondantes.

Les plus de cette technologie

Les avantages d’une telle technologie, par rapport aux panneaux photovoltaïques traditionnels, sont les suivants :

• Faible coût de production 
• Faible consommation énergétique au cours du processus de fabrication pour une dette énergétique de 2 à 4 mois, contre 3 ans pour les panneaux photovoltaïques 
• Production d’électricité avec une lumière diffuse ou un éclairement de faible intensité 
• Matériel souple, léger et pouvant ainsi s’adapter à de nombreuses structures puisqu’ils peuvent être transparents et colorés

Néanmoins, il existe quelques inconvénients. D’une part, cette filière innovatrice étant en plein développement, il n’existe aucun retour d’expérience de production et utilisation à grande échelle. Par ailleurs, même si cette technologie permet d’utiliser la lumière plus longtemps (étant donné qu’elle n’a pas besoin de lumière directe pour produire de l’électricité), le rendement maximal enregistré est inférieur à celui des panneaux en silicium, respectivement 11% et 25%.

Usages multiples

Les applications potentielles de cette technologie sont multiples et prometteuses :

• Appareils électroniques : téléphones et ordinateurs portables ou encore tablettes équipés de cellules photovoltaïques
• Sacs de sport, tentes de camping ou encore lunettes de soleil : permettant de recharger des appareils électroniques mobiles tels que le téléphone, lecteur mp3, etc.
• Bâtiments : renforcement de l’indépendance des bâtiments en couvrant les façades de ces cellules 
• Voitures électriques : intégration des cellules photo-électrochimiques sur la carrosserie afin de réduire leur consommation directe d’électricité issue du réseau 
• Etc.

Les applications pourraient se décliner à l’infini tant ces cellules peuvent s’adapter à de nombreux matériaux. Le principal défi à venir sera d’en améliorer le rendement afin qu’il devienne plus intéressant, ou du moins qu’il se rapproche de celui des panneaux traditionnels en silicium.

 

En savoir plus

• Vidéo de présentation des cellules Grätzels