mardi, 7 février 2023

Création d’une cellule solaire presque invisible, et un jour vous pourriez la porter

Une batterie solaire transparente a effectivement été fabriquée par des scientifiques de l’Université de Tohoku au Japon. C’est efficace– quoique petit– et cela peut concerner une structure près de chez vous.

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Il y a eu un quelques grondements récemment à propos d’une sorte d’avancée imminente dans la fusion nucléaire, mais la vérité est que nous avons encore un moyen de précéder ce nec plus ultra en matière d’énergie propre est plus efficace que, état, l’énergie éolienne.

Pour le vrai nucléaire mélange, nous devons regarder vers le soleil (métaphoriquement, c’est-à-dire, s’il vous plaît, ne regardez pas le soleil.) Assis au centre de notre système planétaire, cette énorme boule de gaz brûlant envoie un total de 173 000 térawatts d’énergie solaire à notre façon.

C’est plus de 10 000 fois la consommation d’énergie mondiale, il n’est donc pas surprenant que nous ayons consacré beaucoup d’efforts et de temps à essayer de l’exploiter sous la forme d’énergie solaire. Il y a tellement de facteurs limitants à cela : les panneaux solaires sont normalement énormes, non transparents, et avouons-le : un peu affreux.

Maintenant, l’équipe de l’Université de Tohoku a changé cela. Ils ont mis au point une cellule solaire « presque invisible », ou NISC – les ingénieurs n’ont pas de temps à perdre sur des syllabes supplémentaires – qui laisse passer près de 80% de la lumière. En théorie, il pourrait être positionné n’importe où, des fenêtres de votre maison à l’écran de votre smartphone, et même sur la peau de votre corps.

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« Les cellules solaires transparentes (TSC) ont attiré une attention considérable car elles peuvent surmonter les contraintes des cellules solaires non transparentes traditionnelles », décrivent les chercheurs de Tohoku dans un article décrivant l’étude de recherche, récemment publié dans Nature Scientific Reports.

« Nous avons effectivement produit un NISC utilisant de l’ITO [oxyde d’indium et d’étain, l’un des oxydes transparents les plus utilisés] et du disulfure de tungstène monocouche […] comme électrodes transparentes, et couche photoactive, respectivement. »

Une image optique d’une cellule solaire hautement transparente produite avec une feuille atomique 2D. © Toshiaki Kato

En utilisant ces matériaux– plus une fine couche d’oxyde de tungstène entre l’ITO et le disulfure de tungstène– l’équipe a fabriqué une cellule solaire qui bat les autres cellules transparentes de plusieurs ordres de grandeur.

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« La façon dont nous avons formé la cellule solaire a entraîné une performance de conversion de puissance plus de 1000 fois supérieure à celle de un appareil utilisant une électrode ITO normale », a expliqué Toshiaki Kato, professeur associé à la Graduate School of Engineering de l’Université de Tohoku et co-auteur de l’article, dans une déclaration.

Maintenant, bien sûr, tout ce qui est inutile à moins que les cellules ne puissent être mises à l’échelle pour être utilisées dans de véritables panneaux photovoltaïques – mais heureusement, le groupe a également vérifié cela.

« Même si un PCE [rendement de conversion de puissance] très élevé peut être obtenu à partir de un petit gadget à l’échelle du µm, la PT [puissance globale] de l’ensemble du gadget serait considérablement limitée par la taille du gadget », décrit l’article.

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Ce n’est pas aussi simple qu’on pourrait le penser : « faire évoluer en augmentant la largeur du canal et la variété des les connexions ne peuvent pas augmenter avec succès le PT, et peuvent parfois faire chuter le PT », soulignent les scientifiques, suggérant que le groupe devait déterminer un « style architectural approprié pour la fabrication d’appareils à grande échelle ».

 » Il a été constaté que le rapport d’aspect […] [du] dispositif doit être inférieur à la valeur cruciale d’environ 36″, décrit le document. « En augmentant davantage la taille du gadget en considérant une structure de connexion série-parallèle idéale, une transparence exceptionnellement élevée de 79 % pourrait être comprise, avec un PT atteignant 420 pW [picowatts] »

« C’est la valeur la plus élevée dans une batterie solaire à base de TMD avec quelques couches », conclut le document. « Ces résultats peuvent s’ajouter à l’étude des NISC basés sur TMD, des bases aux phases véritablement industrialisées. »

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