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Il ne s'agit pas d'une cellule solaire, mais d'un système de collecte de la lumière d'une efficacité de 38 %

Utiliser la nature comme modèle pour obtenir plus d'énergie à partir de la lumière. (Image : pixabay/MabelAmber)
Utiliser la nature comme modèle pour obtenir plus d'énergie à partir de la lumière. (Image : pixabay/MabelAmber)
En s'inspirant de l'exemple de la nature, la photosynthèse, un système a été mis au point pour capter un maximum de lumière et la convertir le plus efficacement possible. Il est également très fin.

Les plantes captent d'abord la lumière afin de convertir son énergie en hydrates de carbone avec une efficacité maximale dans une seconde étape. Une structure complexe et presque impossible à reproduire, composée d'une grande variété de colorants sous forme de pigments, permet ce processus, dans lequel l'ensemble du spectre de la lumière visible est capté.

Les cellules solaires peuvent également absorber un très large spectre de lumière, mais elles doivent être disposées en plusieurs couches successives. Une feuille, une algue ou une cyanobactérie n'ont besoin que d'une fraction de l'épaisseur pour être plus efficaces. De plus, elles sont légères.

Des chercheurs de l'université de Würzburg ont maintenant combiné les deux techniques. Ils ont pu identifier quatre colorants différents qui absorbent bien la lumière. Toutefois, ceux-ci sont disposés en bandes, comparables aux couches de silicium des modules solaires.

Un pliage spécial des chaînes moléculaires respectives, qui sont ensuite placées les unes sur les autres, est important pour obtenir l'absorption la plus complète possible. Les mesures effectuées avec chaque colorant individuel n'ont permis d'absorber qu'entre 0,1 et 3 % de l'énergie lumineuse. L'équipe a obtenu un résultat tout à fait différent : 38 % de l'énergie lumineuse est restée dans la couche d'une épaisseur de 100 nanomètres seulement, soit mille fois plus fine qu'un cheveu humain.

Ce phénomène a été mesuré à l'aide de la fluorescence et du rendement quantique qui a pu être déterminé. Cette mesure a confirmé la valeur exceptionnelle de 38 %. C'est certes moins qu'une feuille, mais c'est déjà dans la gamme des meilleurs modules solaires jamais construits en laboratoire. Il ne reste plus qu'à trouver un moyen d'exploiter cette énergie.

Avec l'enchevêtrement adéquat, une grande partie de l'énergie lumineuse est capturée. (Image : Alexander Schulz/Université de Würzburg)
Avec l'enchevêtrement adéquat, une grande partie de l'énergie lumineuse est capturée. (Image : Alexander Schulz/Université de Würzburg)
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Mario Petzold, 2024-06-28 (Update: 2024-06-28)