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Posté par Adrien le Mercredi 23/05/2012 à 00:00
Utilisation plus optimale de l'énergie solaire avec des nano-antennes
Toni Eichelkraut, jeune physicien de l'Université de Iéna (Thuringe, Allemagne), est le lauréat du Prix des jeunes chercheurs "Green Photonics" pour son travail de recherche "Nanostructures plasmoniques pour l'amélioration des processus de conversion ascendante". Il remporte ainsi le premier prix dans la catégorie des mémoires de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) de niveau Master ou équivalent pour ce travail réalisé à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical...) de théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative,...) des corps solides et d'optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) et au Centre de Photonique Abbe de Iéna.

Le jeune chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et...) ainsi soutenu a mis au point (Graphie) des nano-antennes optiques qui peuvent selon l'Institut augmenter sensiblement l'efficacité des cellules solaires. Jusqu'à présent, celle-ci était en effet limitée du fait, entre autres, que la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm...) du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une...) ne peut pas être absorbée par le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...) photovoltaïque en dessous d'une certaine énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.). Cette lumière est ainsi perdue pour la cellule solaire. Le physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la science analysant les constituants fondamentaux de l'univers et les forces qui les relient. Le mot physicien...) de Iéna a alors essayé d'utiliser la soi-disant "conversion ascendante", processus qui rend l'énergie de ces composantes spectrales de la lumière utilisable. "Avec la conversion ascendante, deux photons de faible énergie sont convertis en un photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées...) de haute énergie", précise Eichelkraut. Photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées...) qui peut alors être absorbé par la cellule solaire.

La conversion ascendante peut être réalisée au moyen d'erbium, une terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...) rare présente dans le verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus...) ou la céramique (Premier « art du feu » à apparaître (avant la métallurgie et le travail du verre), la céramique désigne l’ensemble des objets fabriqués en terre qui ont subi une transformation...). Néanmoins, l'effet de la conversion au moyen d'erbium pur était plutôt modeste jusqu'à présent, et donc sans grande utilité pratique. C'est là que les nano-antennes développées par le jeune physicien entrent en jeu. Il s'agit de nanoparticules métalliques de petite taille qui captent toute la lumière présente dans le spectre visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est visible pour l'œil humain.) et celui proche de l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.), ce qui in fine dope l'efficacité de la conversion.

"L'intérêt du travail de Toni Eichelkraut est également de montrer que le spectre des nano-antennes développées doit être adapté aux terres rares (Les terres rares sont un groupe de métaux aux propriétés voisines comprenant le scandium 21Sc, l'yttrium 39Y et les quinze lanthanides.) utilisées", explique Carsten Rockstuhl, professeur de nano-optique théorique à l'Institut de Iéna. C'est seulement en respectant ce principe que le mécanisme de la conversion ascendante peut se développer de manière optimale et augmenter l'efficacité des cellules solaires à un point tel que le coût de l'intégration de ces nouvelles structures devient économiquement rentable.

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Source: BE Allemagne numéro 571 (16/05/2012) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /70040.htm