Le photovoltaïque intégré aux façades, aux serres ou aux toits de véhicules se heurte à un conflit d’objectifs. Plus un module laisse passer de lumière, moins il en reste pour la production d’électricité. C’est précisément là qu’intervient le photovoltaïque organique. Il offre une grande flexibilité de conception et peut laisser passer une partie de la lumière visible tout en captant de l’énergie.
Des chercheurs de l’université de Fribourg et du Fraunhofer ISE ont désormais fabriqué un module organique semi-transparent d’une surface de 210,25 centimètres carrés. Il atteint en moyenne 43,2 % de transmission lumineuse dans le spectre visible et un rendement pouvant atteindre 9,26 %. L’efficacité d’utilisation de la lumière peut atteindre 4,0 %.
Une avancée majeure
Cette avancée est moins un trophée de laboratoire qu’une preuve de faisabilité industrielle. Les modules mesurent 14,5 centimètres sur 14,5 centimètres. Leurs couches ont été réalisées par pulvérisation cathodique et par dépôt par filière. Ces deux procédés sont bien établis dans l’industrie et transposables à des surfaces plus grandes.
C’est essentiel, car de nombreuses cellules solaires affichent d’excellentes performances sur de petites surfaces de laboratoire, mais perdent en rendement lorsqu’on passe à des modules de plus grande taille. L’équipe fribourgeoise a réussi à transposer le revêtement des couches de cellules à la surface du module à l’aide du procédé évolutif de revêtement par filière, pratiquement sans pertes notables. Les résultats ont été publiés début août dans la revue spécialisée Joule.
L’architecture gagne une nouvelle option
Cette technologie ne remplace pas les modules en silicium. Son potentiel réside dans les applications où les surfaces doivent à la fois laisser passer la lumière, offrir une visibilité et s’intégrer dans un concept architectural. Avec une transparence nettement supérieure à 50 %, de tels modules pourraient à l’avenir être intégrés dans des façades vitrées et des serres. Pour les éléments de construction teintés, tels que les toits de véhicules ou certains éléments de façade, une transparence moindre peut même être souhaitable.
La question qui se pose désormais aux développeurs de projets et aux architectes n’est plus seulement de savoir s’il y a suffisamment de surface sur le toit pour l’énergie solaire, mais plutôt quels éléments de construction peuvent eux-mêmes participer à la production d’énergie.
Le film : la prochaine étape
Le revêtement par matrice à fente (slot-die) est également compatible avec les procédés rouleau à rouleau. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour le photovoltaïque sur film et, par conséquent, pour des applications plus légères et plus souples. Dans le cadre de ce projet, des modules flexibles ont déjà été développés qui, après 1 275 cycles de flexion sur une tige de 15 millimètres de diamètre, ont conservé intégralement leur rendement initial.
Le chemin vers une production d’électricité transparente à grande échelle reste semé d’embûches. Mais la direction à suivre est claire. Lorsque les processus industriels, la conception et la production d’énergie se rejoignent, l’enveloppe du bâtiment passe du statut de facteur de coût à celui d’infrastructure active.
