Du nouveau dans le photovoltaïque: cellules Arc en Ciel!

[highfly-addict]

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Sciences physiques et nanotechnologies
Des cellules photovoltaïques "Arc en Ciel"

A l'University of Notre Dame, Indiana, un groupe de chercheurs dirigé par Dr Prashant V. Kamat a mis au point des cellules photovoltaïques en combinant des quantum dots semiconducteurs de différentes tailles et des nanotubes de TiO2 à la place des semiconducteurs classiquement utilisés, les rendant beaucoup plus efficaces. L'étude, soutenue par l'Office of Basic Energy Sciences du Department of Energy est publiée dans le Journal of the American Chemical Society.

Les scientifiques utilisent ces quantum dots de Cadmium Selenide (CdSe) semiconducteurs plutôt que d'autres matériaux car ils présentent l'unique avantage d'absorber certaines longueurs d'ondes de la lumière, en fonction de leur taille : les quantum dots plus petits vont absorber des longueurs d'ondes plus courtes, les plus grands vont en absorber de plus longues. En combinant plusieurs types de Quantum dots de CdSe, les chercheurs peuvent donc créer des cellules photosensibles qui absorbent un plus grand spectre de lumière et sont par là même plus efficaces. L'équipe a arrangé ces quantum dots en motif ordonné sur la surface d'un film d'épaisseur nanométrique, et y ont intégré des nanotubes de dioxyde de Titane (TiO2). Les quantum dots absorbent les photons et produisent des électrons qui sont alors transportés par les nanotubes et collectés par une électrode, produisant ainsi le photocourant.

Outre l'absorption de longueurs d'onde particulières, les chercheurs ont remarqué que la taille des quantum dots a une influence sur la performance, en faisant l'expérience avec quatre types de ces nanoparticules (entre 2,3 et 3,7 nm de diamètre, elles présentent des pics d'absorption à des longueurs d'onde situées entre 505 et 580 nm). Les plus petits quantum dots peuvent convertir plus rapidement les photons en électrons, quand les plus larges absorbent un plus grand pourcentage de photons. Les quantum dots de 3nm de diamètre offrent le meilleur compromis. Après le développement de la première cellule photovoltaïque composée de différents types de quantum dots, les chercheurs prévoient pour les prochaines étapes de leur recherche de créer des cellules "arc en ciel", en superposant des couches de quantum dots en fonction de leur taille : sur la couche externe, les plus petits absorbent le bleu, et la lumière rouge (longueur d'onde plus grande) passe à travers cette couche pour atteindre la couche interne composée des quantum dots les plus larges qui absorbent le rouge, créant ainsi un gradient d'absorption "arc en ciel", tout en combinant les effets de conversion rapide des petits quantum dots et de taux d'absorption important des quantum dots plus larges.

Les cellules photosensibles actuelles en silicium ont une efficacité de 15 à 20%, le reste est perdu en chaleur. Kamat prévoit une efficacité plus importante avec ces nouveaux types de cellules photovoltaïques "arc en ciel", qui pourrait facilement dépasser les 30%.

Source :
- Nanowerk news, 06/03/2008 - http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=4832.php
- Physorg, 07/03/2008 - http://www.physorg.com/news124111555.html

Rédacteur : Alban de Lassus, deputy-phys.mst@consulfrance-houston.org

[Christophe]

Merci pour l'infos, j'ai newsé: https://www.econologie.com/solaire-photo ... -3748.html

Par contre rien sur le coût de cette nouvelle technologie...si 10 fois importante que les classique l'intéret est assez limité...

[Remundo]

Rendement en progrès, mais pas transcendant...

Nano-Technologie de laboratoire qui n'est pas près d'en sortir... Il faut des nanotubes de carbone en connexion avec des nanostructures de métaux spéciaux... Et en plus, les petits agrégats de métaux doivent avoir des tailles précises pour capter différentes longueurs d'ondes...

Désolé, je suis sceptique !

[Capt_Maloche]

il faut de la matière instable pour distribuer des e-

30% me vont bien, quel prix?

[Christophe]

Le prix c'est pas pour rien que c'est pas évoqué...il doit être monstrueux

Je suis désolé mais la génération à grande échelle d'électricité solaire par du PV devrait être arretée tout de suite (je pense aux champs de PV ou aux toitures solaires PV chez le particulier)...Tout comme les recherches liées (sauf pour le spatial ou autre applications très spécifiques...)

Pkoi je pense ca? Parce que ca fait un moment (30 ans) qu'on sait faire de l'électrosolaire thermodynamique avec des rendements supérieurs à 50% et qu'on dépense des milliards dans ces merdes de PV aux rendement minables et ROI douteux...mais surtout en abandonnant l'électrosolaire... On parle de Perrier?

[PhL38]

A consulter --> http://www.nanosolar.com (désolé, en anglais).

Un des coûts majeurs du photovoltaïque n'est pas dans les matériaux, mais dans les procédés de production. Il semblerait que Nanosolar a trouvé les moyens de baisser drastiquement les coûts en utilisant la technique de l'impression "de rouleau à rouleau" (roll-to-toll print) commune en imprimerie de journaux, de tissus, de papiers peints etc. Un des gros problèmes avec Nanosolar, c'est qu'ils ne veulent apparemment pas autoriser des producteurs tiers sous licence, mais au contraire rester maîtres de leur technologie de bout en bout, ce qui limite les capacités de production et donc les possibilité de diffusion à grande échelle des produits de leur technique! javascript:emoticon(':/)

Espérons que cela changera...

A+
PhL

[Capt_Maloche]

La plus grande toiture photovoltaïque d’Europe en France
Avec ses 54.000 m2 de panneaux photovoltaïques, la toiture d’un entrepôt situé à Laudun dans le Gard va devenir la plus grande centrale photovoltaïque d’Europe. Inaugurée au mois de juin, elle devrait produire 1.650.000 kWh par an, soit la consommation de près de 500 ménages. Détail...

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[Remundo]

Merci Captain !

Il semble qu'ils installent des panneaux PV souples, je crois qu'ils sont moins chers, mais de rendement plus faibles (<10%). Enfin, vue la surface qu'ils ont, c'est certainement le meilleurs compromis coûts d'installation / performances.

C'est encore Christophe qui va bouder

Ils auraient mieux fait de mettre des PHRSD