Une invention digne d'un film de science-fiction : l'Université d'Oxford crée une cellule capable de transformer n'importe quel objet en panneau solaire

Un dixième de la longueur d'un cheveu humain. C'est l'épaisseur des cellules de pérovskite testées au Royaume-Uni. Leurs créateurs pensent qu'un jour, elles couvriront tous les types de bâtiments et d'objets, éliminant ainsi le besoin de panneaux solaires conventionnels. En bref, une équipe de physiciens de l'université d'Oxford a mis au point un film ultrafin capable de convertir la lumière du soleil en une quantité impressionnante d'électricité.

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Le matériau à base de pérovskite est si fin et si souple qu'il peut être appliqué comme revêtement sur pratiquement n'importe quel bâtiment ou objet de la vie quotidienne, comme les sacs à dos, les voitures et les téléphones portables. Avec une épaisseur d'un peu plus d'un micron, la nouvelle cellule de pérovskite mise au point par Shuaifeng Hu et ses collègues du département de physique d'Oxford est 150 fois plus fine qu'une plaquette de silicium. Pour y parvenir, ils ont inventé une nouvelle technique qui empile plusieurs couches de matériaux absorbant la lumière dans une seule cellule photovoltaïque. De cette manière, chaque cellule capte une plus grande partie du spectre lumineux.

Ce qui est vraiment révolutionnaire dans ce matériau ultrafin, c'est qu'il a un rendement énergétique certifié de 27 %. Cette valeur est inférieure au record des cellules à double jonction pérovskite-silicium, mais elle est comparable à celle des meilleurs panneaux solaires conventionnels en silicium. M. Hu précise que la certification a été accordée par un organisme indépendant : l'Institut national japonais des sciences et technologies industrielles avancées (AIST).

Les chercheurs espèrent que l'efficacité des matériaux continuera d'augmenter à mesure que les techniques de fabrication s'amélioreront : "En seulement cinq ans d'expérimentation de notre approche d'empilement ou de jonction multiple, nous avons augmenté l'efficacité de la conversion d'énergie de 6 % à plus de 27 %, près des limites de ce que les cellules photovoltaïques à couche unique peuvent atteindre aujourd'hui. (...) Nous pensons qu'avec le temps, cette approche pourrait permettre aux dispositifs photovoltaïques d'atteindre des rendements beaucoup plus élevés, supérieurs à 45 %".

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Les chercheurs prévoient que les revêtements en pérovskite seront appliqués à un éventail de surfaces beaucoup plus large que les panneaux solaires conventionnels, et qu'ils décourageront même l'installation de panneaux solaires d'autoconsommation et de grands parcs solaires au profit de bâtiments et d'objets revêtus de ce matériau. Le film de pérovskite ultrafin peut être appliqué sur toutes sortes de surfaces, y compris le toit d'un véhicule ou le dos d'un téléphone portable.

Oxford PV, une entreprise fondée à l'Université d'Oxford en 2010, a commencé la fabrication à grande échelle de cellules en pérovskite d'un rendement de 24,5 % dans son usine de Brandebourg, près de Berlin, en Allemagne. C'est la première fois que ce type de panneau solaire est produit en masse. Les défis actuels de cette technologie sont la durabilité et le prix.

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Oxford PV n'en parle pas publiquement, mais affirme que son approche permettra de continuer à réduire le coût de l'énergie solaire et d'en faire la forme d'énergie renouvelable la plus durable. Depuis 2010, le coût moyen mondial de l'électricité solaire a chuté de 90 % et est un tiers moins cher que l'électricité produite à partir de combustibles fossiles.

Article écrit en collaboration avec nos collègues de IGN.