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DEJA DEMAIN
 
Août 2006

Un panneau solaire en peinture

L'énergie solaire, c'est écolo, mais couvrir nos toits de panneaux noirs c'est assez dissuasif. Grâce à la nanotechnologie, des capteurs solaires pourront bientôt être intégrés à n'importe quelle surface. Et en plus, ces nouveaux capteurs solaires marchent même par mauvais temps.

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Un matériau tellement souple et fin qu'il peut être incorporé à un solvant ou à du textile, c'est l'énergie solaire de demain Photo © L'Internaute Magazine

Silicium contre plastique

Les cellules photovoltaïques sont capables d'absorber l'énergie des rayons lumineux et de la transformer en courant électrique. Mais voilà : ces cellules, le plus souvent en silicium, coûtent aussi cher à fabriquer que des puces d'ordinateur ou des microprocesseurs. Du coup, le prix de revient avoisine les 4 euros par watt.

Pour faire baisser les coûts, les ingénieurs ont mis au point des cellules photovoltaïques en plastique polymère, qui peuvent être fabriquées selon un processus beaucoup plus simple, un peu comme un journal papier. Ces cellules ont en plus l'avantage d'être flexibles et résistantes.

Mais pour l'instant, les économies escomptées ne sont pas au rendez-vous, et surtout les cellules en plastique convertissent à peine 6% du rayonnement solaire en électricité (30% pour les cellules en silicium).

Une peinture qui absorbe les infrarouges

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  • Boîte quantique : alors que dans un cristal classique, les atomes sont éloignés les uns des autres, dans une boîte quantique ils sont tellement rapprochés que leurs électrons ne peuvent plus se déplacer librement. Les boîtes quantiques fonctionnent donc comme des semi-conducteurs, ce qui intéresse l'industrie électronique.

Ted Sargent, un jeune chercheur de l'Université de Toronto, a réussi un exploit : combiner souplesse et efficacité. Le matériau plastique est un alliage entre un polymère organique et des "boîtes quantiques" de plusieurs tailles (lire "En savoir plus" ci-contre). Ces nanoparticules rendent le support très flexible, et on peut même l'appliquer sur une couche de peinture. "Quelle que soit la façon dont on l'applique, explique Ted Sargent, on obtient après séchage une belle couche fine et uniforme".

Mais la véritable révolution de ce matériau, c'est qu'il est beaucoup plus efficace. En effet, il ne se contente pas d'absorber la lumière visible, mais peut aussi exploiter la lumière infrarouge. C'est la taille des boîtes quantiques qui détermine la longueur d'onde à laquelle le dispositif sera sensible.

En récupérant la lumière infrarouge, le rendement augmentera de 30% par rapport aux cellules photovoltaïques en plastique habituelles. Et ce, même par temps couvert (la lumière infrarouge passe à travers les nuages).

Routes, T-shirts, tentes, et voitures

Le chercheur imagine déjà recouvrir les routes ou les bâtiments avec cette peinture pour produire de l'électricité en grosse quantité. "Si nous pouvions récupérer toute l'énergie solaire qui atteint la Terre pendant une heure, nous pourrions produire assez d'énergie pour tous les habitants du monde pendant un an". Mais pourquoi pas un T-shirt solaire, des rideaux, ou des bâches en plastique que l'on pourrait dérouler pour une production d'appoint au camping par exemple ? Selon le chercheur, une voiture hydrogène peinte avec ce film polymère pourrait convertir assez d'énergie pour se recharger elle-même.

Durée de vie limitée

Restent cependant quelques mises au point : le film plastique, dont l'épaisseur est pourtant à peine de 1 nanomètre, est encore trop épaisse. "Il faut encore affiner la surface, afin que les électrons s'échappent plus facilement des nanoparticules", explique Ted Sargent. Le second inconvénient, c'est que le polymère organique a tendance à se décomposer… au soleil. Le chercheur affirme que son plastique résiste à des températures de 200°C, mais il reconnaît que sa durée de vie est beaucoup plus courte que celle d'un panneau solaire "en dur" (3 à 5 ans, contre 25 ans). Mais de toutes façons, les produits ont eux-mêmes une durée de vie de plus en plus courte.

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