Des chercheurs de Linköping veulent créer un panneau solaire organique en bois

Face à la hausse des besoins en énergie renouvelable et propre, de nombreux chercheurs s’intéressent de plus en plus aux cellules solaires organiques (CSO). Ces dernières sont principalement aperçues sur de petits dispositifs flexibles et portables. Elles ont de multiples avantages tels que leur légèreté, leur flexibilité et leur rentabilité élevée. De plus, leur production peut s’effectuer à grande échelle et de façon imprimable. Cette technologie de CSO continue aujourd’hui de s’améliorer grâce à des recherches réalisées par des experts. Dans cette nouvelle étude, une équipe de chercheurs de l’Université de Linköping et de l’École royale polytechnique, en Suède, a affirmé avoir réussi à augmenter la fiabilité et la durabilité environnementale des cellules solaires organiques. Leur innovation repose sur l’utilisation de la lignine kraft non traitée obtenue à partir de la pâte de bois. Le point sur cette étude.

La conception de ces cellules solaires en bois

Ces scientifiques suédois ont choisi de se concentrer sur la lignine, l’un des matériaux organiques les plus abondants dans la nature, pour développer ces cellules photovoltaïque. Cette nouvelle approche serait économiquement viable afin de fabriquer des CSO stables, efficaces et écologiques. C’est une alternative prometteuse aux cellules photovoltaïques à base de silicium et d’autres matériaux critiques. Dans cette étude, la contrainte liée à la durabilité des CSO serait surmontée. Afin d’éviter de recourir à des matériaux plastiques ou polymères dérivés du pétrole, ces chercheurs ont utilisé des matériaux en bois. Plus concrètement, la couche d’interface cathodique binaire de la nouvelle CSO est composée d’un composite en lignine kraft extraite directement de la pulpe de bois. À ce jour, la lignine est seulement appliquée sur une petite partie de la CSO. Dans le futur, il pourrait être possible de fabriquer entièrement une cellule solaire à partir de matériaux dérivés du bois.

Le principe de fonctionnement de ces nouvelles CSO

Des études précédentes ont employé des matériaux à base de bois modifiés chimiquement, en vue d’augmenter la stabilité des CSO et des cellules pérovskites. En revanche, la lignine kraft utilisée par les scientifiques de l’Université Linköping n’a pas été modifiée. Elle a été extraite directement du bois au cours de la fabrication industrielle du papier. En collaboration avec l’École royale polytechnique, ces chercheurs ont étudié plus profondément la composition moléculaire de la lignine la mieux adaptée à cet usage de production d’énergie.

Dans la nouvelle CSO, la couche d’interface cathodique binaire a été fabriquée à partir de la lignine kraft fractionnée par solvant industriel. Selon cette équipe de recherche, des groupements phénoliques sont répartis de manière uniforme dans la lignine. Ce qui permet de créer facilement des liaisons hydrogène avec le bathocuproine (BCP), formant ainsi une couche d’interface cathodique binaire avec une fonction de travail (WF) réglable. Ainsi, la combinaison de la lignine kraft et du BCP a rendu les CSO nouvellement développées plus stables et plus efficaces que les CSO conventionnelles. Les réactions entre le BCP et les accepteurs nonfullerènes (NFA) ont été bloquées par la lignine, selon cette équipe de scientifiques.

Les applications de cette technologie innovante

Actuellement, les cellules solaires organiques sont surtout utilisées pour alimenter en énergie les appareils flexibles et les capteurs à faible consommation électrique. Elles ont aussi la particularité de fonctionner même à l’intérieur. Avec cette nouvelle technologie à base de matériaux dérivés du bois, des applications plus larges sont envisageables, notamment la production d’énergie propre à grande échelle. Il est à noter que le principal avantage des CSO en lignine kraft est leur durabilité. Bien que leur rendement reste modéré (15 à 20 %), ces cellules sont d’ailleurs peu couteuses, non nocives et écologiques. Plus d’informations : Advanced Materials. Que pensez-vous de cette invention ? N’hésitez pas à partager votre avis, vos remarques ou nous signaler une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .