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Electricité : un gisement dans les matériaux organiques

Deux recherches menées aux USA sur des produits tels que des polymères ou de la cellulose ouvrent des perspectives d’innovation.

Comment augmenter le rendement des solutions photovoltaïques organiques ? Si elles sont plus légères et d’un coût inférieur à celles en silicium, leur production d’électricité par rapport à l’énergie reçue plafonne actuellement autour de 5%.
L’équipe de chercheurs menée par Alan J. Heeger - prix Nobel de Chimie en 2000 - à l'Université de Californie à Santa Barbara a récemment montré qu’en superposant des couches de organiques de différentes épaisseurs (un mélange de polymère et de fullerène, des molécules composées de carbone et pouvant prendre la forme d'une sphère, d'un ellipsoïde, d'un tube ou d'un anneau), les caractéristiques de conversion photovoltaïque globales sont améliorées lorsque la cellule constituée du matériau semi-conducteur de gap inférieur est placée en première position. Un montage inverse de celui généralement pratiqué en raison justement d’hypothèses de performances accrues.
Grâce à cette géométrie, les chercheurs ont obtenu des rendements de 3.5% à 6.7% pour des puissances lumineuses incidente respectives 20 mW/cm2 et 200 mW/cm2*.

Les chercheurs américains du Rensselaer Polytechnic Institute ont pour leur part créé une pile électrique capable de fonctionner avec du sang ou de la sueur humaine. Elle ressemblant à une feuille de papier noir d’une structure composée à 90% de cellulose et à 10% de nano-tubes de carbone agissant comme des électrodes et permettant de conduire le courant.
Légère, fine et souple, elle fonctionne à des températures de -37,8 degrés à +148,9 degrés Celsius.
Elle utilise comme électrolyte un liquide ionisé, à savoir du sel sans eau. Cette pile peut être imprimée comme du papier et aussi fonctionner à la fois comme une pile ordinaire au lithium et un super-condensateur stockant de l'électricité.
Des éléments séparés dans la plupart des systèmes électriques. Roulée, pliée, tordue ou découpée en plusieurs morceaux, elle ne perd pas ses propriétés ou ses capacités techniques. Il est aussi possible d'empiler ces piles les unes sur les autres comme une liasse de papier afin d'en accroître les capacités.

Pour en savoir plus :
Publication parue dans Science - All-Solution Processing Efficient Tandem Polymer Solar Cells Fabricated by All-Solution Processing - Jin Young Kim, Kwanghee Lee, Nelson E. Coates, Daniel Moses, Thuc-Quyen Nguyen, Mark Dante, Alan J. Heeger - Vol. 317. no. 5835, pp. 222 - 225 (Juillet 2007): http://www.sciencemag.org

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