Nouveau procédé de production de cellules solaires organiques

Le projet européen « MatHero » concerne des procédés de fabrication respectueux de l’environnement pour la production de cellules solaires organiques, à l’aide de nouveaux matériaux. Ce nouveau projet, coordonné par l’Institut technologique de Karlsruhe (KIT, Bade-Wurtemberg), vise à améliorer le rendement des cellules solaires organiques, à réduire les coûts de production, à augmenter la durée de vie et à rendre ainsi le photovoltaïque organique compétitif. Pour ce faire, les procédés de fabrication « verts » pour la synthèse des matériaux et le revêtement jouent un rôle-clé. L’UE finance le projet « MatHero » à hauteur de 3,5 millions d’euros [1].

La technologie solaire organique peut ouvrir de nouveaux marchés pour le photovoltaïque ; en effet, les cellules solaires, à base de polymères, offrent de nombreux avantages : elles sont légères, flexibles, peuvent être produites en différentes couleurs, et offrent ainsi un large éventail de domaines d’application et de possibilités de conception. De plus, les cellules solaires organiques peuvent être fabriquées à l’aide de procédés d’impression peu consommateurs d’énergie et de matières premières, et sont donc appropriées pour une production en grande quantité. Néanmoins, afin d’adapter le photovoltaïque organique au marché de masse, plusieurs défis doivent encore être surmontés : il s’agit notamment d’augmenter leur rendement de plus de 10%, de diminuer le coût de la synthèse des matériaux et d’augmenter la durée de vie des matériaux et des modules de plus de dix ans.

Pour atteindre ces objectifs, le consortium du projet européen « MatHero » étudie des procédés respectueux de l’environnement dans toutes les phases de production : la synthèse de matériau, le revêtement et l’impression. Les cellules solaires organiques sont donc produites à base de solvants non chlorés. « L’utilisation de solvants écologiques est cruciale pour la réduction des coûts, car elle rend inutiles des mesures de sécurité coûteuses dans un environnement industriel », explique Alexander Colsmann, de l’Institut de technique de la lumière (LTI) du KIT et l’un des coordinateurs du projet.

Le projet « MatHero – Nouveaux matériaux pour des cellules solaires organiques hautement efficaces et fiables » couvre toute la chaîne de valeur des cellules solaires organiques : de la conception et la synthèse des polymères utilisés, en passant par la construction des cellules solaires, la fabrication et caractérisation des modules, jusqu’à l’évaluation de leur stabilité à long terme. Pour finir, un module solaire organique écologique pour des applications hors réseau doit être développé. Le consortium rassemble des chimistes, des physiciens et des ingénieurs en matériaux dans une approche interdisciplinaire. Les scientifiques du KIT développent en particulier de nouvelles architectures de cellules solaires, et étudient la mise à l’échelle industrielle du procédé. Il s’agira notamment, outre d’améliorer le rendement, de privilégier l’utilisation de solvants écologiques.

[1] Les partenaires du projet, outre le KIT, sont les suivants : l’Institut Fraunhofer pour la recherche appliquée sur les polymères de Potsdam (IAP, Brandebourg), le Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA, France), le laboratoire LEITAT (Espagne), ainsi que les entreprises Advent Technologies (Grèce), Arkema (France) et Eight19 (Royaume-Uni). Le projet a démarré début 2014 ; il est prévu pour une durée de trois ans.

Pour en savoir plus, contacts :

Alexander Colsmann, chef de l’équipe de solaire photovoltaïque organique, département d’optoélectronique, Institut technologique de Karlsruhe (KIT) – tél. : +49 721 608 48587 – email : alexander.colsmann@kit.edu

 

Sources :

« Umweltfreundliche Herstellung Organischer Solarzellen », communiqué de presse de l’Institut technologique de Karlsruhe (KIT) – 16/04/2014 – http://www.kit.edu/besuchen/pi_2014_14961.php

 

Rédacteurs :

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