Des cellules solaires abordables grâce à un colorant à base de fer

Posté le 08 November 2015
Tags: Actualités solaire

Alors que l’énergie solaire reste une ressource inépuisable que nous utilisons actuellement dans une mesure très limitée, les chercheurs du monde entier tentent de trouver des moyens nouveaux et plus efficaces de l’exploiter.

Les chercheurs de Lund se sont penchés sur des cellules solaires constituées d’un film mince nanostructuré en dioxyde de titane et d’un colorant afin de capter l’énergie solaire. Aujourd’hui, les meilleures cellules solaires utilisent des colorants contenant du métal tel que du ruthénium – un élément très rare et cher.

“Beaucoup de chercheurs ont essayé de remplacer le ruthénium avec du fer, mais sans succès. Toutes les tentatives précédentes ont donné lieu à des molécules qui convertissent l’énergie de la lumière en chaleur au lieu d’électrons, des particules élémentaires nécessaires pour produire de l’électricité“, a indiqué Villy Sundström, professeur de chimie Physique à l’Université de Lund.

Les chercheurs du Département Chimie de Lund, en collaboration avec l’Université d’Uppsala, ont réussi à produire un colorant à base de fer capable de convertir la lumière en électrons avec près de 100% d’efficacité.

“L’avantage du fer reste qu’il demeure un élément commun de la nature. Des procédés àénergie solaire peu coûteux et respectueux de l’environnement pourraient être développés à l’avenir“, a expliqué Kenneth Wärnmark, professeur de chimie organique à l’Université de Lund.

En combinant les expériences avec des simulations informatiques de pointe, les chercheurs sont en mesure de comprendre dans le détail les concepts de design pour que les molécules de fer puissent fonctionner. Ce savoir a été utilisé pour développer des colorants à base de fer. D’autres recherches devront toutefois être menées avant que ce nouveau colorant puisse être utilisé dans la pratique.

“Les résultats de l’étude suggèrent que les cellules solaires à base de ces matériaux peuvent être au moins aussi efficaces que ceux d’aujourd’hui qui sont à base de ruthénium ou d’autres métaux rares“, a précisé Villy Sundström. Cette découverte pourrait également faire avancer la recherche sur les combustibles solaires dans lesquels, comme dans la photosynthèse des plantes, de l’eau et du dioxyde de carbone sont transformés en molécules riches en énergie – carburant solaire – grâce à l’apport la lumière du soleil.

“Nous prévoyons que les nouvelles molécules à base de fer pourraient également conduire à des réactions chimiques qui produisent du carburant solaire“, a expliqué Kenneth Wärnmark.

Pendant trois ans, les chercheurs ont travaillé sur le développement des colorants à base de fer et ont été surpris par la rapidité avec laquelle ils ont trouvé un colorant capable de capturer la lumière du soleil de manière aussi efficace que cela. “Atteindre un tel succès dans la recherche prend généralement plus de temps que ce que nous espérons et nous croyons”, a indiqué Villy Sundström et de continuer : “Pour une fois, c’était le contraire”.