đź“° Record mondial de rendement pour de petites cellules photovoltaĂŻques organiques – Techno-science.net

Après six mois de recherche conjointe, le spécialiste japonais de la chimie Toyobo Co. et le CEA ont réussi à fabriquer de petites cellules photovoltaïques organiques (PVO) sur un substrat en verre qui ont obtenu le meilleur rendement (1) de conversion au
monde (Le mot monde peut désigner 🙂 dans une pièce sombre. Toyobo souhaite faire de ce
matĂ©riau (Un matĂ©riau est une matière d’origine naturelle ou artificielle que l’homme façonne pour en faire des objets. C’est donc une matière de base sĂ©lectionnĂ©e en raison…) la source d’
Ă©nergie (Dans le sens commun l’Ă©nergie dĂ©signe tout ce qui permet d’effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) sans fil pour l’
Internet des Objets (L’Internet des objets reprĂ©sente l’extension d’Internet Ă  des choses et Ă  des lieux dans le monde rĂ©el. Alors qu’Internet ne se prolonge habituellement pas au-delĂ  du monde…), Ă  l’image des
capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l’Ă©tat d’une grandeur physique observĂ©e en une grandeur utilisable, exemple : une tension Ă©lectrique, une hauteur de mercure, une…) de tempĂ©rature-humiditĂ© et de mouvement.

Module OPV sur substrat de film PET

​Toyobo a dĂ©veloppĂ© un matĂ©riau gĂ©nĂ©rateur d’Ă©nergie spĂ©cifique Ă  la PVO afin de produire une
puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière 🙂 élevée à partir de sources lumineuses de pièces à faible
luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.), en utilisant des technologies de synthèse
organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l’Ă©tude d’une grande classe de molĂ©cules Ă  base de carbone : les composĂ©s organiques.) que l’entreprise a cultivĂ©es au cours de ses annĂ©es de
recherche (La recherche scientifique dĂ©signe en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de dĂ©velopper les connaissances…) sur la
chimie (La chimie est une science de la nature divisĂ©e en plusieurs spĂ©cialitĂ©s, Ă  l’instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d’investigations communs ou proches.) fine (2). Le matĂ©riau peut se dissoudre facilement, mĂŞme dans des solvants sans halogène, ce qui lui permet d’ĂŞtre appliquĂ© uniformĂ©ment sur un substrat et de produire de l’Ă©nergie de manière stable avec peu de diffĂ©rences individuelles.

MatĂ©riel de production d’Ă©lectricitĂ© pour PVO

Pour mettre le matériau en pratique le plus rapidement possible, Toyobo a mené des recherches conjointes avec le
CEA-Liten pendant six
mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une pĂ©riode de temps arbitraire.) Ă  l’INES depuis juin 2019. Au cours de cette collaboration, Toyobo et le CEA ont rĂ©ussi Ă  fabriquer de petites cellules PVO sur un substrat en
verre (Le verre, dans le langage courant, dĂ©signe un matĂ©riau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est…) avec le meilleur rendement de conversion au monde en optimisant les solvants et la technique de revĂŞtement. Lors d’une expĂ©rience de vĂ©rification sous un Ă©clairage au
nĂ©on (Le nĂ©on est un Ă©lĂ©ment chimique, de symbole Ne et de numĂ©ro atomique 10.) de 220 lux, Ă©quivalent Ă  la luminositĂ© d’une chambre noire, il a Ă©tĂ© confirmĂ© que le produit testĂ© avait atteint un rendement de conversion d’environ 25 %, soit 60 % de plus (3) que celui des cellules solaires en
silicium (Le silicium est un Ă©lĂ©ment chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numĂ©ro atomique 14.) amorphe couramment utilisĂ©es pour les calculatrices de bureau. Bien qu’il soit plus complexe d’appliquer un matĂ©riau gĂ©nĂ©rateur d’Ă©nergie sur un film PET que sur un substrat en verre, les Ă©quipes ont Ă©galement dĂ©veloppĂ© des prototypes de modules PVO sur un substrat de film PET d’une
surface (Une surface dĂ©signe gĂ©nĂ©ralement la couche superficielle d’un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet gĂ©omĂ©trique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec…) effective de 18 centimètres carrĂ©s. Le module a Ă©tĂ© capable de produire environ 130 microwatts sous le mĂŞme Ă©clairage.

Toyobo prĂ©voit de proposer ce matĂ©riau notamment aux fabricants de cellules solaires, sur la base du savoir-faire acquis de cette recherche conjointe. L’objectif est que ce matĂ©riau soit utilisĂ© d’ici mars 2023 essentiellement comme source d’Ă©nergie sans fil pour les capteurs de tempĂ©rature-humiditĂ© et de mouvement.

Cellule PVO

La cellule PVO est une cellule solaire, qui est crĂ©Ă©e en recouvrant d’Ă©lectrodes des
matĂ©riaux (Un matĂ©riau est une matière d’origine naturelle ou artificielle que l’homme façonne pour en faire des objets.) organiques gĂ©nĂ©rateurs d’Ă©nergie, notamment des
atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l’on ne peut diviser ») est la plus petite partie d’un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est gĂ©nĂ©ralement constituĂ© d’un noyau…) de
carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) et de
soufre (Le soufre est un Ă©lĂ©ment chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numĂ©ro atomique 16.), sur un substrat en verre ou en plastique. Puisque la cellule PVO est très fine et flexible, elle se fixe facilement aux murs ou aux surfaces de tissu oĂą les cellules solaires inorganiques courantes ne peuvent ĂŞtre installĂ©es. On attend donc beaucoup de la PVO comme source d’Ă©nergie sans fil pour les capteurs et les appareils portables, qui sont indispensables Ă  l’
internet (Internet est le rĂ©seau informatique mondial qui rend accessibles au public des services variĂ©s comme le courrier Ă©lectronique, la messagerie…) des objets (IoT).

Notes:
(1) Selon les recherches de Toyobo en date du 23 mars 2020
(2) D’après le communiquĂ© de presse (Un communiquĂ© de presse est un document court envoyĂ© aux journalistes dans le but de couvrir un Ă©vĂ©nement.) de Toyobo du 31 juillet 2019
(3) En comparaison avec un rendement de conversion de 16 % pour les cellules solaires générales en silicium amorphe, mesuré par Toyobo sous une luminosité de 220 luxes.

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