18 fois plus de puissance : des chercheurs du MIT ont développé des cellules solaires ultra fines et légères

Par Adam Zewe, Massachusetts Institute of Technology22 janvier 2023

Les cellules solaires à couche mince pèsent environ 100 fois moins que les cellules solaires conventionnelles tout en générant environ 18 fois plus d'énergie par kilogramme. Crédit : Mélanie Gonick, MIT

Une équipe de chercheurs a développé une nouvelle technique permettant de produire des cellules solaires ultrafines et légères qui peuvent être parfaitement intégrées à n'importe quelle surface.

Les ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont créé de nouvelles cellules solaires en tissu ultraléger, capables de transformer n'importe quelle surface en source d'énergie avec facilité et rapidité.

Ces cellules solaires durables et flexibles, beaucoup plus fines qu’un cheveu humain, sont collées sur un tissu solide et léger, ce qui les rend faciles à installer sur une surface fixe. Ils peuvent fournir de l’énergie en déplacement sous forme de tissu électrique portable ou être transportés et déployés rapidement dans des endroits éloignés pour apporter une aide en cas d’urgence. Ils pèsent un centième du poids des panneaux solaires conventionnels, génèrent 18 fois plus d’énergie par kilogramme et sont fabriqués à partir d’encres semi-conductrices à l’aide de processus d’impression qui pourront être étendus à l’avenir à une fabrication sur de grandes surfaces.

Parce qu’elles sont si fines et légères, ces cellules solaires peuvent être laminées sur de nombreuses surfaces différentes. Par exemple, ils pourraient être intégrés aux voiles d’un bateau pour fournir de l’énergie en mer, collés sur des tentes et des bâches déployées lors d’opérations de reprise après sinistre, ou appliqués sur les ailes de drones pour étendre leur portée de vol. Cette technologie solaire légère peut être facilement intégrée dans des environnements bâtis avec des besoins d'installation minimes.

Les chercheurs du MIT ont développé une technique de fabrication évolutive pour produire des cellules solaires ultra fines et légères pouvant être collées sur n'importe quelle surface. Crédit : Mélanie Gonick, MIT

“The metrics used to evaluate a new solar cell technology are typically limited to their power conversion efficiency and their cost in dollars-per-watt. Just as important is integrability — the ease with which the new technology can be adapted. The lightweight solar fabrics enable integrability, providing impetus for the current work. We strive to accelerate solar adoption, given the present urgent need to deploy new carbon-free sources of energy,” says Vladimir Bulović, the Fariborz Maseeh Chair in Emerging Technology, leader of the Organic and Nanostructured Electronics Laboratory (ONE Lab), director of MITMIT is an acronym for the Massachusetts Institute of Technology. It is a prestigious private research university in Cambridge, Massachusetts that was founded in 1861. It is organized into five Schools: architecture and planning; engineering; humanities, arts, and social sciences; management; and science. MIT's impact includes many scientific breakthroughs and technological advances. Their stated goal is to make a better world through education, research, and innovation." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">MIT.nano et auteur principal d'un nouvel article décrivant le travail.

Bulović est rejoint dans l'article par les co-auteurs principaux Mayuran Saravanapavanantham, étudiant diplômé en génie électrique et en informatique au MIT ; et Jeremiah Mwaura, chercheur scientifique au laboratoire de recherche en électronique du MIT. La recherche a été récemment publiée dans la revue Small Methods.

Les cellules solaires au silicium traditionnelles sont fragiles, elles doivent donc être enveloppées dans du verre et emballées dans un cadre en aluminium lourd et épais, ce qui limite l'endroit et la manière dont elles peuvent être déployées.

Il y a six ans, l'équipe du ONE Lab a produit des cellules solaires en utilisant une classe émergente de matériaux à couches minces si légers qu'ils pouvaient reposer sur une bulle de savon. Mais ces cellules solaires ultrafines ont été fabriquées à l’aide de processus complexes basés sur le vide, dont la mise à l’échelle peut être coûteuse et difficile.

Dans ce travail, ils ont entrepris de développer des cellules solaires à couches minces entièrement imprimables, en utilisant des matériaux à base d'encre et des techniques de fabrication évolutives.