Depuis 2011 et avec l'apparition médiatique de WYSIPS, nous avons vu comment cellules solaires transparentes ont commencé à changer le paysage de l’énergie solaire. Cette technologie, initialement développée pour des applications sur appareils mobiles, a évolué vers un avenir avec davantage d'applications qui s'étendent au verre des bâtiments, aux véhicules et même aux infrastructures publiques.
Les principales technologies des cellules solaires transparentes
La société française SunPartner Technologies a fait le premier pas dans ce domaine en introduisant WYSIPS (What You See Is Photovoltaic Surface) en 2011. Cette cellule photovoltaïque innovante a été fabriquée dans une fine film photovoltaïque transparent, à base de composés plastiques et organiques.
El film photovoltaïque Dans un premier temps, il pouvait absorber une partie du spectre infrarouge et ultraviolet, en plus d'une petite partie du visible, avec un rendement de 7 à 9 %. Cependant, cela compromettait la transparence du matériau à 70 %. Pour résoudre ce problème, en 2015, SunPartner a amélioré la technologie, atteignant une transparence de 90 %, mais au prix d'une réduction de son efficacité énergétique entre 2 % et 3 %.
D'autres technologies du secteur incluent les cellules photovoltaïques à oxyde conducteur organique et transparent, qui laissent passer la lumière tout en convertissant le rayonnement solaire en électricité. Ceux-ci sont plus récents et permettent des adaptations plus polyvalentes telles que le revêtement architectural et les fenêtres photovoltaïques. Au cours de cette évolution, l’efficacité s’est améliorée, mais des problèmes de performances subsistent.
Avantages de la cellule solaire transparente
Les cellules solaires transparentes Ils sont idéaux pour une intégration dans plusieurs applications en raison des avantages suivants :
- Intégration parfaite: Ces cellules peuvent être placées sur les fenêtres, les façades et les appareils mobiles sans compromettre l'esthétique.
- Flexibilité: La flexibilité de ces panneaux permet leur application dans de multiples formes et matériaux.
- Applications multiples: De son utilisation dans les infrastructures à la technologie mobile, en passant par les parkings ou encore les serres et les piscines.
Inconvénients des cellules solaires transparentes
- Les cellules n’atteignent toujours pas des performances élevées en termes d’efficacité, ce qui constitue un inconvénient par rapport aux panneaux solaires traditionnels.
- Le coût reste élevé, même si la tendance est à la baisse à mesure que le développement technologique se poursuit.
- La transparence varie entre 70 % et 90 %, affectant légèrement l'esthétique dans certains cas.
Evolution vers les fenêtres solaires
Dans 2014, le Université du Michigan développé une cellule photovoltaïque totalement transparente grâce à sa technologie polymères organiques. Contrairement aux précédentes, cette cellule absorbe uniquement le rayonnement infrarouge, permettant une transparence presque totale semblable à celle du verre. Cette cellule a encore un faible rendement de 1 %, mais les chercheurs espèrent le porter à 5 %.
Ces fenêtres solaires peuvent être intégrées dans les bâtiments et représentent une source importante d’énergie propre, sans affecter l’esthétique architecturale. L’intégration de fenêtres solaires dans les gratte-ciel ou les véhicules électriques semble être la prochaine grande étape de cette technologie.
Principe de fonctionnement
cellules solaires transparentes Ils fonctionnent de la même manière que les modèles traditionnels, mais au lieu de capturer toute la lumière visible, ils se concentrent sur l’absorption de la lumière ultraviolette et infrarouge. Il polymère organique Dans les cellules, il convertit cette lumière en énergie, tandis que le reste de la lumière traverse le matériau en maintenant sa transparence.
Pour améliorer l'efficacité, certains modèles ont intégré cellules bifaciales, qui captent la lumière des deux côtés du panneau. Cela permet aux fenêtres solaires de tirer de l'énergie non seulement de la lumière directe du soleil, mais également de la lumière réfléchie par leur environnement, comme celle des bâtiments voisins.
Potentiel futur des cellules solaires transparentes
Extérieur d'un immeuble résidentiel ou d'un immeuble de bureaux moderne en verre
Le développement de cellules solaires transparentes en est encore à ses débuts, mais de multiples applications sont déjà explorées. applications potentielles. Ceux-ci inclus:
- fenêtres solaires: Son utilisation dans de grands bâtiments promet une grande contribution à la production d'énergie dans les zones urbaines, sans nécessiter d'occuper d'espace supplémentaire.
- les appareils mobiles: Des travaux sont en cours sur l'intégration de panneaux solaires transparents dans les écrans des smartphones et tablettes, qui permettront de recharger les appareils à la lumière naturelle.
- Voiture électrique: Les fenêtres solaires peuvent aider à charger les batteries des voitures électriques, réduisant ainsi le besoin de recharges fréquentes.
L'industrie expérimente également des options pour produire de l'énergie grâce à tuiles solaires et rideaux photovoltaïques, ce qui offrirait un autre moyen d’étendre la production d’énergie propre dans les villes.
Les cellules solaires transparentes représentent l’une des innovations les plus intéressantes dans le domaine de l’énergie solaire. Bien qu’ils présentent encore certains défis techniques, tels qu’une faible efficacité et un coût élevé, leurs applications potentielles sont innombrables.
Depuis l'incorporation dans fenêtres solaires Grâce à l'intégration avec les appareils mobiles, ces cellules peuvent révolutionner la façon dont nous captons l'énergie solaire. La clé sera de continuer à optimiser leur efficacité énergétique et à réduire leurs coûts pour les rendre plus accessibles sur le marché.