Progrès dans la mise au point de cellules solaires organiques
Un groupe de chercheurs de Harvard étudie des composés moins chers, à base de carbone, qui pourraient casser les prix des cellules solaires.
Les cellules solaires représentent un investissement relativement coûteux. Mais un groupe de scientifiques de l'Université Harvard (Massachussetts), ici aux Etats-Unis, cherche à mettre au point des cellules solaires organiques bon marché, qui pourraient littéralement être peintes sur les toits et les façades des bâtiments. Dans l’espoir de faire aboutir leur projet, ils ont fait appel à des milliers de bénévoles à travers le monde. La plupart des cellules solaires modernes sont fabriquées à base de silicone et leur processus de fabrication nécessite des machines sophistiquées et d’une grande précision. En moyenne, une maison aux États-Unis utilise entre 20 et 24 kWh d'électricité par jour. Acheter et installer des panneaux solaires capables de produire autant d'énergie peut coûter jusqu'à 20 mille dollars. Une somme qui n’est pas à la portée de tous. Mais un groupe de chercheurs impliqués dans un projet de recherche de Harvard à Cambridge, au Massachusetts, intitulé « Projet énergie propre » étudie des composés moins chers, à base de carbone, qui pourraient casser les prix. Selon le chef de projet, Alan Aspuru-Guzik, un chimiste théorique de l'Université d’Harvard, une cellule photovoltaïque organique devrait avoir un taux de conversion d’environ 10 pour cent de l'énergie solaire en électricité pour avoir un impact. « Cela signifie essentiellement que 10 pour cent de la lumière du soleil frappant le dispositif serait convertie en énergie. Il y a environ trois, quatre, ou peut-être cinq - bref, une poignée de molécules que nous connaissons, qui ont déjà cette efficacité Et c’est ce qu’on a découvert ces deux dernières années » explique en substance M. Aspuru-Guzik. La majorité des cellules solaires à base de silicone - les plus couramment utilisés aujourd'hui - n'ont pas un rendement très élevé, poursuit le scientifique, puisque le taux de conversion plafonne en moyenne à environ 15 pour cent. Des cellules solaires plus efficaces existent, mais sont principalement réservées aux satellites, en raison de leur coût élevé. Par contre, les cellules solaires organiques, qui sont nettement meilleur marché, pourraient couvrir de grandes surfaces, ce qui compenserait leur faible efficacité. M. Aspuru-Guzik et ses collègues ont utilisé des modèles informatiques pour filtrer une famille de molécules organiques et identifier celles susceptibles d'être les meilleures conductrices. Les chercheurs ont déjà sélectionné 2,3 millions de composés à base de carbone, dont quelques 35,000 pourraient avoir un taux de conversion supérieur à 10 pour cent. Une analyse plus approfondie de ces composés nécessite une grande puissance de calcul, poursuit M. Aspuru-Guzik. D’où l’importance du groupe de volontaires dispersés à travers le monde, qui mettent leurs ordinateurs à la disposition du projet, formant ainsi un « super-ordinateur virtuel ». Ces calculs de mécanique quantique sont facilités par la grille d'IBM, la World Community Grid, qui exploite le temps d'inactivité des ordinateurs personnels volontaires. Les chercheurs espèrent que leurs travaux faciliteront de nouvelles innovations, et la mise au point par des laboratoires du monde entier de nouveaux matériaux. Jusqu’à présent, les résultats sont extrêmement encourageants. L’équipe de M. Aspuru-Guzik a déjà détecté un semi-conducteur organique puissant surnommé DA2T, le deuxième meilleur semi-conducteur signalé dans la littérature scientifique.