Des fenêtres comme centrales électriques
Les fenêtres produisant de l'électricité ne sont plus de la musique d'avenir. De nouveaux développements issus de la recherche et de l'industrie transforment les surfaces vitrées des façades en sources d'énergie actives sans nuire à la vue.
Une solution consiste à utiliser des films spéciaux qui dirigent la lumière visible vers le bord de la vitre. Là, des bandes photovoltaïques, souvent en matériau haute performance comme le GaAs, absorbent la lumière et la convertissent en électricité. Les cellules solaires ne sont nécessaires que sur le bord, ce qui permet d’économiser des matériaux et des ressources. La transparence est préservée, la fenêtre reste transparente.
Une équipe de recherche de l’université de Nanjing a pu développer un prototype avec des cristaux liquides cholestériques qui atteint une efficacité optique de plus de 18% et fournit des valeurs stables dans des conditions réelles. Pour une fenêtre typique de deux mètres de haut, il en résulte une forte concentration de la lumière dans la zone périphérique. Le revêtement peut être produit industriellement et convient aux grandes façades.
Cellules tandem transparentes
Le projet européen CitySolar présente une autre innovation. Deux couches photovoltaïques combinées (en haut halide-perovskite, en bas organique) récupèrent l’énergie de différents spectres de lumière tout en laissant passer la lumière visible. Ainsi, la luminosité de la pièce et la vue restent inchangées, la fenêtre « ressemble à une fenêtre », mais produit de l’électricité.
Avec un rendement de 12,3% et 30% de transparence, un nouveau record a été établi pour les modules photovoltaïques transparents. La structure est adaptée aux immeubles de bureaux et d’habitation ainsi qu’aux gratte-ciel avec de grandes façades vitrées.
Avenir et potentiel
Les chercheurs et les partenaires industriels travaillent à des rendements encore plus élevés et à de meilleures méthodes de production. L’équilibre entre transparence et efficacité ainsi que l’intégration dans les processus de construction existants constituent des défis. Mais des projets comme ceux de ZEISS ou du consortium international CitySolar montrent clairement l’ampleur du potentiel commercial.
Les cellules solaires transparentes et les surfaces vitrées intelligentes ouvrent la voie à des bâtiments qui couvrent partiellement leurs propres besoins en électricité. Les fenêtres en tant que centrales électriques sont à portée de main et contribueront de manière décisive à la transition énergétique dans les espaces urbains.