Nouveaux développements dans la technologie solaire photovoltaïque organique

La cellule solaire du futur sera légère, flexible et pourra être produite à faible coût en utilisant des procédés d’impression. Le développement de matériaux plus performants et de nouvelles architectures pour le photovoltaïque organique est l’objectif d’un nouveau projet de recherche appelé POPUP, pour « Développement de nouveaux matériaux et structures pour des procédés de production de masse et des applications au photovoltaïque organique », et financé par le Ministère fédéral de l’enseignement et de la recherche (BMBF).

 

Une équipe interdisciplinaire dirigée par Alexander Colsmann, de l’Institut de technologie de la lumière (LTI) de l’Institut technologique de Karlsruhe (KIT, Bade-Wurtemberg) met au point, dans le cadre du projet POPUP, de nouvelles architectures pour des cellules solaires semi-transparentes et opaques.

 

Le projet POPUP regroupe un total de dix partenaires, universités, instituts de recherche et entreprises de différents secteurs [1], sous la coordination de l’entreprise pharmaceutique et chimique Merck. Le budget total de ce projet de trois ans est de 16 millions d’euros, dont 8,2 financés par le BMBF dans le cadre du programme de financement « Recherche fondamentale en énergie 2020+ ». Pour atteindre l’objectif de parvenir à une percée de la technologie photovoltaïque organique, le consortium développe de nouveaux matériaux. Ceux-ci seront plus efficaces et plus robustes, dans l’optique d’une utilisation pour des procédés d’impression et de revêtements à faible coût. Des applications industrielles, ainsi que de nouvelles architectures pour des modules solaires flexibles et rigides, semi-transparentes et opaques, sont espérées.

 

Selon le domaine d’application, les cellules solaires seront fabriquées sur des films souples en matière plastique ou sur des substrats de verre rigides. Les scientifiques du KIT poursuivent deux objectifs essentiels à travers leurs travaux sur le photovoltaïque organique : une pleine imprimabilité des cellules solaires, et la suppression du recours à l’oxyde d’indium-étain (ITO) en tant que matériau d’électrode. Dans le cas de cellules avec des substrats flexibles, les chercheurs utilisent à la place de l’ITO des films conducteurs transparents. Pour celles avec des substrats en verre, ils étudient la possibilité d’un dépôt d’électrodes transparentes à base de microstructures métalliques et de couches tampons conductrices. En outre, l’équipe du KIT se consacre à l’étude de cellules solaires et de mini-modules semi-transparents et très efficaces à base de semi-conducteurs organiques.

 

Les partenaires industriels impliqués cherchent à atteindre à moyen ou long terme une fabrication de modules solaires organiques, via des méthodes de production de masse compétitives. Par exemple, ces modules pourraient être intégrés dans le bâtiment et les façades en verre ou dans des véhicules pour l’alimentation électrique de l’électronique de bord, l’approvisionnement en énergie pour les bâtiments, l’équipement, les systèmes d’urgence, ou encore les aides à la navigation. D’autres applications peuvent également concerner l’alimentation électrique non couplée au réseau dans l’industrie des loisirs ou pour le chargement d’appareils mobiles grand public.

[1] Le projet POPUP comprend les dix partenaires suivants : les entreprises Merck, Siemens, PolyIC, Belectric OPV, Webasto, CentroSolar Glas ; le Centre pour les systèmes d’énergie appliqués, l’Institut technologique de Karlsruhe, la fondation Leonhard Kurz, le Centre de recherche pour l’énergie solaire et l’hydrogène.

 

Pour en savoir plus, contacts :

Alexander Colsmann, chef de l’équipe « photovoltaïque organique », département d’optoélectronique, Institut de technologie de la lumière, KIT – tél. : +49 721 608 48587- email : alexander.colsmann@kit.edu

 

Sources :

« POPUP – Neuartige organische Solarzellen », communiqué de presse de l’Institut technologique de Karlsruhe (KIT) – 06/12/2013 – http://www.kit.edu/besuchen/pi_2013_14324.php

 

Rédacteurs :

Hélène Benveniste, helene.benveniste@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr/