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Les chercheurs de l'Irig ont développé et caractérisé des cellules solaires à base de colorants photochromiques de la famille des diphényl-naphtopyrannes substitués par un motif carbazole. Comparés au colorant de référence substitué par une diphénylamine, ces nouveaux colorants présentent un meilleur rendu des couleurs dans le spectre visible, une large absorption, ainsi qu'une cinétique de décoloration plus rapide.
Les résultats montrent un rendement jusqu'à 3%. De plus, les chercheurs ont fabriqué un mini-module solaire semi-transparent avec une surface active de 14 cm2 dont la transparence varie de 66% à 50% et produisant une puissance de 14 mW. L'indice de rendu des couleurs est supérieur à 95 quel que soit l'état de coloration des cellules (voir Figure).
Figure: Transmittance de la lumière visible par la cellule solaire intégrée dans un mini-module semi-transparent ; en gris apparait son spectre de réponse photopique pour l'oeil humain. A droite, exemple de rendu photographique d'un papillon au travers du mini-module de 23 cm2 (1) avant activation de la coloration et (2) après activation.
Ces résultats démontrent que l'ingénierie moléculaire des photosensibilisateurs photochromiques est une stratégie pertinente pour le développement de cellules solaires semi-transparentes avec des propriétés optiques dynamiques. Il est aujourd'hui possible de concevoir des cellules solaires transparentes capables de changer de couleur et dont la transmission de la lumière s'ajuste d'elle-même aux conditions de luminosité, tout en assurant le confort visuel des utilisateurs.
Références
Fauvel S, Riquelme A, Andrés Castán J-M, Mwalukuku V, Kervella Y, Kumar Challuri V, Sauvage F, Narbey S, Maldivi P, Aumaître C and Demadrille RPush-pull photochromic dyes for semi-transparent solar cells with light-adjustable optical properties and high color-rendering index.
Chemical Science 2023.