Alors que les conséquences du changement climatique commencent à se montrer - on pense notamment à la fonte du permafrost au-delà du cercle polaire et à ses conséquences désastreuses, il apparaît que développer les énergies propres est la cause à privilégier si l'on souhaite inverser la tendance.
Les défenseurs de l'énergie photovoltaïque argumentent que cette dernière pourrait occuper une place de choix dans les bouquets énergétiques de demain. Cependant, le solaire doit occuper de larges espaces pour être véritablement rentable. Par exemple, la ferme solaire du désert de Mojave ( Californie ) occupe près de 1415 hectares. Une telle superficie n'est pas disponible dans les grandes villes, là où la demande en électricité est la plus forte. Le problème est d'autant plus important que, pour l'instant, les énergies renouvelables, telles que l'éolien ou le solaire, ne sont pas encore stockables. Il est également reproché aux fermes photovoltaïques de monopoliser des espaces qui auraient pu servir à l'agriculture.
La question de la surface occupée est ici primordiale. C'est la raison pour laquelle les regards se tournent vers les vitres. En effet, ces dernières sont inombrables dans les grandes villes. Pour l'instant, l'installation de panneaux photovoltaïques transparents en lieu et place des fenêtres n'est pas envisageable. Mais un pas énorme a été fait dans cette direction il y a peu.
Des chercheurs de l'Université du Michigan ont en effet créé un collecteur solaire en plastique entièrement transparent. Cette technologie pourrait être capable de transformer une fenêtre ou des écrans - de smartphone ou d'ordinateur portable - en une cellule photovoltaïque. Et contrairement à bien des produits déjà commercialisés, celui-ci est véritablement translucide.
Source image: http://www.extremetech.com/
Ci-dessus, le produit de la Michigan State University.
Cette innovation était loin d'être évidente. Les cellules solaires, notamment celles qui sont photovoltaïques, produisent de l'énergie en absorbant des photons issus de la lumière du soleil afin de les convertir en électrons. Or, par définition, tout matériau transparent laisse la lumière le traverser, rendant toute absorption des photons impossible. C'est pourquoi les premières vitres solaires n'étaient pas totalement translucides.
Pour contourner ce problème, les chercheurs de l'Université du Michigan n'ont pas utilisé de matériau autentiquement transparent. Ils ont opté pour un concentrateur solair luminescent transparent (- "Transparent Luminescent Solar Concentrator" - TLSC). Le TLSC est lui-même constitué de sels organiques capables d'absorber certaines longueurs d'ondes spécifiques non-visibles par l'oeil humain, notamment les infrarouges et les ultraviolets. Une fois ces longueurs d'ondes captées, les sels organiques les convertissent en un autre type d'infrarouges, toujours non détectables à l'oeil nu. Ces nouvelles longueurs d'ondes sont finalement guidées vers les bords du plastique, là où de fines cellules photovoltaïques sont prêtes à les recueillir pour les convertir en électricité.
Source image: http://www.extremetech.com/
Ci-dessus: une représentation schématique de la captation d'ultraviolets et d'infrarouges non-visibles à l'oeil nu par des sels organiques qui ensuite les convertissent en infrarouges, toujours en-dehors de notre spectre de vision. Ce mécanisme est à l'origine de la transparence du plastique présenté sur l'image précédente.
Les chercheurs à l'origine du produit admettent que l'efficience de cette technologie n'est pour l'instant que de 1% ( 1% de ce qui est capté est converti en électricité ). Ils pensent cependant améliorer son efficience pour qu'elle atteigne les 5%. En comparaison, les vitres solaires presque transparents actuelles ont une efficience de 7%. Ces chiffres ne sont pas énormes, mais il faut tenir compte de la surface totale que ces vitres, désormais totalement translucides, pourraient couvrir dans l'absolu. C'est la raison pour laquelle elle est particulièrement intéressante : elle serait utilisable aussi bien pour les fenêtres que les écrans de téléphones portables, d'ordinateurs ou encore les pare-brises.
La société Ubiquitous Energy a été fondée en vue de lancer la commercialisation de ce produit, qui peut-être "taillé" sur mersure. Elle prévoit qu'il sera mis en vente d'ici les cinq prochaines années.
Sources:
-http://www.extremetech.com/extreme/188667-a-fully-transparent-solar-cell-that-could-make-every-window-and-screen-a-power-source
-http://www.treehugger.com/solar-technology/architects-rejoice-your-all-glass-towers-could-become-giant-transparent-solar-cells.html
-http://www.smithsonianmag.com/innovation/this-clear-plastic-material-harvests-solar-energy-without-you-even-knowing-its-there-180952514/
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