Des cellules solaires infrarouge à base de nanotubes

Posté le 21 April 2009
Tags: Actualités solaire

Les chercheurs savaient déjà que les films minces de nanotubes de carbone présentent des avantages mécaniques et conducteurs, qui pourraient les rendre utiles en tant qu’électrodes dans les cellules solaires, les éclairages àétat solide et les affichages électroniques.

Toutefois, les études ont jusqu’ici porté sur la manière dont ces films transmettent plus ou moins bien la lumière dans le visible, mais n’ont pas étudié leurs propriétés dans l’infrarouge.[BRK1]

Liangbing Hu, David Hecht, et George Grüner, des physiciens de l’University of California à Los Angeles, ont étudié les propriétés dans l’infrarouge de films minces à base de nanotubes de carbone à simple paroi, optiquement transparents et conducteurs. Selon l’équipe, il s’agit de la première étude scientifique de la sorte, unissant mesures et calculs, sur ce système.

Lors des expériences, ils ont constaté que ces films présentent une capacité exceptionnelle pour la transmission des ondes infrarouges. Les électrodes à base de nanotubes et les électrodes en graphène ont surclassé divers autres matériaux dans plusieurs catégories, ce qui ouvre ainsi une variété d’applications. Ces films ont été obtenus en dispersant des nanotubes dans une solution aqueuse à l’aide d’un surfactant puis en pulvérisant la substance obtenue sur des substrats chauffés. En éclairant dans l’infrarouge, les scientifiques ont constaté que les films conservaient un taux de transmission moyen de plus de 90% sur une large gamme de longueurs d’onde de 450 nm à 20 nm.

Une comparaison des valeurs de transmittance des nanotubes avec celles d’autres types de matériaux utilisés pour la fabrication de cellules solaires est visible ci-dessous :

Des cellules solaires infrarouge à base de nanotubes

Cette très bonne transmission infrarouge pourrait permettre d’améliorer l’efficacité des cellules solaires infrarouges. Une grande partie de l’énergie solaire se trouve dans les longueurs d’onde supérieures au micron. Ces films transparents ainsi que ceux en graphène permettraient la transmission d’une très grande partie de cette énergie infrarouge vers la couche active. Avec le plus faible taux de réflexion (<10%) parmi ceux abordés dans l’étude, ces films présentent l’avantage de ne pas nécessiter de revêtement anti-réflexion. En outre, ces films ont des grandes longueurs d’onde de coupure, ce qui pourrait les rendre particulièrement utiles pour des applications dans l’infrarouge lointain. Les films peuvent également servir d’électrodes pour une variété d’applications industrielles et militaires, telles que l’imagerie infrarouge, les capteurs, ainsi que les modulateurs pour les communications par fibre. L’équipe projette d’en étudier l’utilisation pour les caméras infrarouges.