La recherche sur des cellules solaires plus légères et plus performantes pour l'espace donne des résultats prometteurs

La cellule solaire à base de silicium, bien connue, robuste et relativement légère, n'est tout simplement pas adaptée à une utilisation dans l'espace. L'exposition constante aux protons interrompt le flux d'électrons, ce qui entraîne une baisse rapide de l'efficacité.

Sur Terre, ces protons transportent moins d'énergie et de radiations, ce qui les rend pratiquement inoffensifs et ne pose aucun problème pour les panneaux solaires. En effet, le champ magnétique et notre atmosphère interceptent ces protons. Et s'ils ne le font pas, nous pouvons admirer de magnifiques aurores polaires, boréales et australes.

Mais pourquoi des protons ? Il s'agit plus précisément de noyaux d'hydrogène, le principal composant du soleil. Sans leurs électrons, ce sont simplement des protons.

La norme actuelle pour l'alimentation des satellites et de l'ISS fait appel à l'indium et au gallium. Ces cellules solaires sont extrêmement robustes, mais aussi lourdes, rigides et coûteuses. C'est à peu près le contraire de ce que vous voudriez mettre dans un véhicule de lancement pour un nouveau satellite.

Des chercheurs de l'université du Michigan ( ) ont mené des expériences simulant trois années d'exposition à des rayonnements de protons. Lors de ces tests, les cellules solaires organiques basées sur des chaînes d'hydrocarbures se sont révélées remarquablement robustes. Cependant, la robustesse n'est pas le seul facteur à prendre en compte.

Leur grande fiabilité exige des chaînes d'alkyle courtes. Avec des chaînes d'alkyle plus longues, comportant quatre atomes de carbone ou plus, les protons et leur rayonnement solaire éliminent les atomes d'hydrogène individuels et forment des molécules H2 chargées.

Comme ces molécules plus longues sont plus efficaces, d'autres recherches ont montré que les cellules solaires organiques peuvent être restaurées thermiquement. Comme les températures requises de 370 kelvins ou presque 100 degrés Celsius peuvent être atteintes à la lumière du soleil, l'utilisation de cette technologie dans l'espace serait possible. Cela dit, cette approche implique une maintenance plus importante.

Fondamentalement, les chercheurs voient un potentiel dans les deux méthodes de production d'énergie. Étant donné que le nombre de satellites de communication et d'observation va continuer à augmenter et que de nouvelles missions habitées sont prévues, les progrès dans ce domaine pourraient être très bénéfiques. À long terme, cette technologie pourrait également faire son chemin jusqu'aux panneaux solaires résidentiels ordinaires sur votre toit.