Photovoltaïque organique en tandem : efficacité record de 12%

23 février 2012

Photovoltaïque organique en tandem

Photovoltaïque organique en tandem

Le photovoltaïque organique ne cesse de s’améliorer ces dernières années. Le record de rendement venait tout juste d’atteindre les 9,8% d’efficacité en décembre 2011 grâce aux cellules solaires en tandem de la société allemande Heliatek. Désormais l’efficacité des meilleures cellules photovoltaïques organiques en tandem dépasse la barre symbolique des 10% en atteignant 10,6% de rendement.

[Mise à jour de janvier 2013 :
Heliatek vient de battre son propre record avec un rendement de 12% atteint par sa cellule photovoltaïque en tandem. C'est un record mondial pour une cellule solaire organique. Ces nouvelles avancées seront progressivement appliquées aux films photovoltaïques créés sur la ligne de production roll-to-roll d'Heliatek. Les premiers produits intégrant les film solaires de la société devraient sortir sur le marché fin 2013.]

Selon certains experts du domaine, le photovoltaïque organique devait envahir notre quotidien dès lors que le rendement de ces cellules solaires en plastique atteindrait les 10% de rendement. En effet, le très faible coût de production du film photovoltaïque organique compense un rendement plus faible et va permettre la démocratisation des produits avec film photovoltaïque intégré. Le film photovoltaïque flexible, léger et parfois transparent viendra ainsi s’apposer sur des sacs-à-dos, parasols, stores photovoltaïques, tentes de camping et nous verrons même prochainement arriver des vêtements photovoltaïques pour recharger nos téléphones portables et baladeurs tout en se baladant.

La société Heliatek expliquait il y a peu de temps que les innovations ayant permis d’atteindre son record de rendement de 9,8% en laboratoire lui permettrai d’atteindre 9% de rendement pour un film solaire organique de taille standard. Avec ce nouveau record de 10,6% en laboratoire, le film photovoltaïque organique n’atteindra donc sans doute pas encore les 10% une fois commercialisé, mais il en sera très proche.

La production industrielle de film photovoltaïque organique débutera vraiment en 2012-2013

Heliatek prépare la production industrielle d’une première génération de cellules solaires organiques pour le second semestre 2012. Les innovations ayant permis aux chercheurs d’Heliatek d’atteindre une efficacité de 9,8% en laboratoire seront intégrées au processus de fabrication par la suite. La société espère ainsi produire en masse du film photovoltaïque le plus rapidement possible afin de prendre une part de marché intéressante dans ce secteur prometteur.

D’autres sociétés se préparent également à entrer dans le marché du film photovoltaïque organique. Ainsi la jeune société Eight19, issue du département de physique de l’Université de Cambridge, vient d’annoncer la création pour 2013 d’une nouvelle station d’impression de film photovoltaïque organique utilisant la technique des rouleaux d’impression « roll-to-roll ». Cette usine d’impression de cellules solaires organiques sera la plus importante de son genre en Europe. L’imprimerie solaire organique de Eight19 devrait être capable de produire des modules photovoltaïques au rythme de 3,6 km/h.

Le photovoltaïque organique en tandem : la cellule solaire ultime

Les cellules photovoltaïques sont capables d’absorber une certaine partie du spectre solaire afin de créer de l’électricité. Pour absorber une plus grande partie du spectre solaire, on peut combiner plusieurs cellules photovoltaïques capables d’absorber des parties différentes de la lumière solaire.

C’est ainsi que fonctionne le très onéreux photovoltaïque triple jonction qui a permis à la société Sharp de détenir le record mondial de rendement pour des cellules photovoltaïques sans concentrateur de lumière. Ses cellules photovoltaïques en couche mince atteignent un rendement exceptionnel de 36,9% en utilisant plusieurs couches d’arséniure de gallium (GaAs).

Le photovoltaïque organique en tandem est heureusement beaucoup moins cher à fabriquer et conserve une marge de progression importante de ses performances. Les chercheurs de l’UCLA (Université de Californie – Los Angeles) avaient déjà établi un premier record avec 8,62% de rendement en juillet 2011 en combinant plusieurs cellules solaires en polymère organique conducteur. Les scientifiques ont réussi à introduire dans leur dispositif un nouveau matériau polymère absorbant l’infrarouge fourni par la société japonaise Sumitomo Chemical. Le rendement de conversion énergétique a alors grimpé à 10,6%, un nouveau record certifié par le Département américain de l’Énergie National Renewable Energy Laboratory (ENREL).

Des chercheurs de l’UCLA avaient déjà réussi à créer un film photovoltaïque transparent en utilisant des cellules solaires organiques polarisantes. Le nouveau polymère absorbant l’infrarouge devrait donc permettre d’augmenter également le rendement du film photovoltaïque transparent.

Les performances du film photovoltaïque organique devraient encore bientôt bondir grâce aux découvertes des chercheurs de l’université de Cambridge qui ont réussi à récupérer efficacement l’énergie des photons bleus jusque là peu exploités. Ils ont réussi l’exploit de générer deux électrons à partir d’un photon bleu, ce qui devrait permettre à une cellule solaire hybride d’atteindre un rendement impressionnant de 44% !

Dernier point noir du photovoltaïque organique : sa durée de vie plus courte que les autres technologies solaires. Les matières organiques dans les cellules sont moins stables et se décomposent plus rapidement que dans d’autres modules solaires. Un film photovoltaïque organique à une durée de fonctionnement de 7 à 10 ans aujourd’hui. Mais là encore des progrès sont possibles grâce à des films protecteurs ou avec l’utilisation d’oligomères à la place de polymères.

Mise à jour du 04/03/2012 :
La société Konarka a obtenu en février 2012 la certification IEC 61646 auprès du TÜV Rheinland pour ses cellules photovoltaïques organiques. La réussite des tests IEC 61646 TÜV est une première mondiale pour une production solaire organique et c’est un signe de la maturité de cette technologie solaire de troisième génération. La norme IEC 61646 vérifie les performances mécaniques de films fins et de substrats utilisés dans la fabrication de cellules photovoltaïques.

Le Centre d’évaluation de TÜV Rheinland est un laboratoire de test mondial de premier plan qui optimise les processus et les tests modernes avec des installations de simulation permettant de vérifier la qualité et la fiabilité éprouvées de cellules solaires conformément aux normes nationales et internationales. Le film photovoltaïque organique de Konarka a donc passé avec succès les tests de stabilité face aux charges climatiques (soleil, pluie, gel, vent…) pour une utilisation de longue durée et a obtenu la certification IEC 61646.

Mise à jour du 15/03/2012 :
La société Heliatek travaille sur une couche de protection pour ses cellules photovoltaïques organiques avec une société néerlandaise et un centre de recherche et développement. La société espère ainsi aboutir à une solution étendant la durée de vie des panneaux solaires organiques au-delà de 20 ans d’ici fin 2012.

Un peu plus...

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DHAUSSY mars 7, 2012 à 17 h 11 min

bjr
sommes producteurs de meubles et tres interesses par uen application eventuelle de films photovoltaiques sur nos meubles pr emettre de l energie
pouvez vs me donner liste des sociétes en france , ou agents que je pourrai contacter rapidement ?
merci

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