Panneau Solaire photovoltaique Р̩nergie solaire

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Une nouvelle génération de cellules solaires électroniques utilisées dans la fabrication des panneaux solaires pourrait doubler le rendement des panneaux conventionnels.

Il s’agit des cellules solaires qui fonctionnent pendant la nuit. Ca sonne comme un oxymoron, mais une nouvelle génération d’antennes nanométriques sensibles à la lumière pourrait bientôt augmenter la capacité de production des panneaux solaires.

La principale caractéristique de ces nouveaux dispositifs  est leur capacité à capter les rayons infrarouges. Près de la moitié de l’énergie disponible dans le spectre solaire réside dans l’infrarouge, et le rayonnement infrarouge est réémis par la surface de la Terre après le coucher du soleil, ce qui signifie que les antennes peuvent même capturer un peu d’énergie pendant la nuit.

Contrairement aux cellules photovoltaïques, qui utilisent des photons pour libérer les électrons, les nouvelles antennes résonnent une fois frappées par les ondes lumineuses, et cela génère un courant alternatif qui peut être exploité.

Pour créer une surface qui pourrait capturer à la fois le rayonnement visible et infrarouge, les chercheurs envisagent de multiples couches d’antennes, chaque couche accordée à une fréquence optique différente.

Jusqu’à présent, deux principaux défis ont empêché une révolution dans l’énergie solaire. Tout d’abord, la longueur des antennes doit être proche de la taille de la longueur d’onde à être capturée, ce qui dans le cas du spectre solaire peut être très petite – de quelques millimètres à quelques centaines de nanomètres.

Ensuite, les courants produits vont alterner à des fréquences trop élevées pour être utilisés, sauf s’ils sont d’abord convertis en un courant continu. Le problème est que les diodes de silicium, qui sont cruciales pour la conversion, ne fonctionnent pas généralement aux fréquences élevées requises.

Ces deux obstacles sont maintenant annulés. En 2010, le Département de l’Energie du Laboratoire National d’Idaho a mis au point une technique pour créer des matrices de milliards d’antennes. Ces antennes sont assez petites pour exploiter l’énergie au bout du spectre infrarouge.

En même temps, une équipe de l’Université de Colorado a franchi une autre étape importante, en créant des diodes capables de gérer les hautes fréquences optiques.