Les panneaux solaires Bendy sont aussi bons que les panneaux ordinaires

Les cellules solaires existantes ne sont normalement utilisées que sur des surfaces planes et statiques pour éviter qu'elles ne se fissurent, mais il existe désormais une alternative flexible avec la même efficacité de génération d'énergie

Par Alex Wilkins

24 mai 2023

Ces cellules solaires peuvent se plier sans se casser

Wenzhu Liu

Des cellules solaires légères et flexibles qui sont tout aussi efficaces que les cellules conventionnelles pourraient considérablement accroître l'utilisation de l'énergie solaire.

La plupart des cellules solaires utilisées aujourd'hui sont à base de silicium cristallin, grâce à leur efficacité élevée et à leur facilité de fabrication, mais elles ne peuvent être placées que sur des surfaces planes et statiques car elles se fissurent sous la contrainte. Les cellules solaires flexibles existantes fabriquées à partir d'autres matériaux offrent une alternative, mais au prix d'une efficacité énergétique beaucoup plus faible.

Maintenant, Wenzhu Liu de l'Académie chinoise des sciences de Shanghai et ses collègues ont développé une cellule mince et légère à base de silicium qui est si flexible qu'elle peut s'enrouler sur elle-même sans perdre en efficacité.

L'équipe a créé la cellule en amincissant d'abord une tranche de silicium photovoltaïque de plus de 60 %, ce qui la rend aussi souple que du papier, mais aussi réfléchissante et donc moins efficace. Le traitement chimique de la surface pour créer des bosses microscopiques en forme de pyramide restaure cette efficacité, mais la rend cassante lorsqu'elle est pliée - jusqu'à ce que Liu ait une idée pour résoudre ce problème.

"Un jour, alors que j'ai déchiré un sac alimentaire en plastique, la petite encoche sur le bord du sac m'a incité à demander si la tendance des cellules de silicium à se fragmenter sous l'effet d'une contrainte mécanique était causée par des encoches pointues sur les bords des plaquettes", dit-il.

Après avoir filmé les cellules traitées se cassant au ralenti, Liu et son équipe ont réalisé que les fissures commenceraient au bord d'une cellule dans des canaux entre les pyramides. Lorsqu'ils ont ramolli ces canaux et essayé de plier une cellule, ils ont constaté que de nombreuses fissures minuscules et superficielles s'accumulaient mais que la cellule ne se brisait pas et conservait son efficacité.

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Les cellules sont suffisamment légères pour être utilisées sur un drone

Wenzhu Liu et autres (2023)

Les cellules flexibles peuvent être facilement fabriquées à l'aide des techniques de plaquettes de silicium existantes et, comme elles sont 95 % plus légères que les cellules rigides, elles pourraient être utilisées sur les murs sans compromettre l'intégrité du bâtiment. Liu et son équipe ont testé les cellules dans des environnements extrêmes – comme au pôle Sud, sur un drone volant à une altitude de 20 kilomètres et sur un ballon par grand vent – et ont constaté qu'elles fonctionnaient aussi bien et parfois mieux que les cellules solaires rigides.

Kyle Frohna de l'Université de Cambridge dit que le travail est très impressionnant. "Cela ouvre le silicium à une toute autre classe d'applications, dont certaines auxquelles nous avons pensé et d'autres auxquelles nous n'avons probablement même pas encore pensé."

Référence de la revue :

DOI de la nature : 10.1038/s41586-023-05921-z

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