[News] Record mondial de rendement pour de petites cellules photovoltaïques organiques

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Redbran
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[News] Record mondial de rendement pour de petites cellules photovoltaïques organiques

Message par Redbran » 25/03/2020 - 14:00:17

Après six mois de recherche conjointe, le spécialiste japonais de la chimie Toyobo Co. et le CEA ont réussi à fabriquer de petites cellules photovoltaïques organiques (PVO) sur un substrat en verre qui ont obtenu le meilleur rendement (1) de conversion au monde dans une pièce sombre. Toyobo souhaite faire de ce matériau la source d'énergie sans fil pour l’Internet des Objets, à l’image des capteurs de température-humidité et de mouvement.

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Module OPV sur substrat de film PET
​Toyobo a développé un matériau générateur d'énergie spécifique à la PVO afin de produire une puissance élevée à partir de sources lumineuses de pièces à faible luminosité, en utilisant des technologies de synthèse organique que l'entreprise a cultivées au cours de ses années de recherche sur la chimie fine (2). Le matériau peut se dissoudre facilement, même dans des solvants sans halogène, ce qui lui permet d'être appliqué uniformément sur un substrat et de produire de l'énergie de manière stable avec peu de différences individuelles.

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Matériel de production d'électricité pour PVO
Pour mettre le matériau en pratique le plus rapidement possible, Toyobo a mené des recherches conjointes avec le CEA-Liten pendant six mois à l’INES depuis juin 2019. Au cours de cette collaboration, Toyobo et le CEA ont réussi à fabriquer de petites cellules PVO sur un substrat en verre avec le meilleur rendement de conversion au monde en optimisant les solvants et la technique de revêtement. Lors d'une expérience de vérification sous un éclairage au néon de 220 lux, équivalent à la luminosité d'une chambre noire, il a été confirmé que le produit testé avait atteint un rendement de conversion d'environ 25 %, soit 60 % de plus (3) que celui des cellules solaires en silicium amorphe couramment utilisées pour les calculatrices de bureau. Bien qu'il soit plus complexe d'appliquer un matériau générateur d'énergie sur un film PET que sur un substrat en verre, les équipes ont également développé des prototypes de modules PVO sur un substrat de film PET d'une surface effective de 18 centimètres carrés. Le module a été capable de produire environ 130 microwatts sous le même éclairage.

Toyobo prévoit de proposer ce matériau notamment aux fabricants de cellules solaires, sur la base du savoir-faire acquis de cette recherche conjointe. L'objectif est que ce matériau soit utilisé d'ici mars 2023 essentiellement comme source d'énergie sans fil pour les capteurs de température-humidité et de mouvement.

Cellule PVO

La cellule PVO est une cellule solaire, qui est créée en recouvrant d'électrodes des matériaux organiques générateurs d'énergie, notamment des atomes de carbone et de soufre, sur un substrat en verre ou en plastique. Puisque la cellule PVO est très fine et flexible, elle se fixe facilement aux murs ou aux surfaces de tissu où les cellules solaires inorganiques courantes ne peuvent être installées. On attend donc beaucoup de la PVO comme source d'énergie sans fil pour les capteurs et les appareils portables, qui sont indispensables à l'internet des objets (IoT).

Notes:
(1) Selon les recherches de Toyobo en date du 23 mars 2020
(2) D’après le communiqué de presse de Toyobo du 31 juillet 2019
(3) En comparaison avec un rendement de conversion de 16 % pour les cellules solaires générales en silicium amorphe, mesuré par Toyobo sous une luminosité de 220 luxes.


Source: CEA LITEN

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Re: [News] Record mondial de rendement pour de petites cellules photovoltaïques organiques

Message par Victor » 25/03/2020 - 17:13:40

Une question que je me pose : D'où vient l'énergie qui est produite par ces cellules photo-électriques organiques ?
il est dit dans le texte, qu'elles travaillent dans des éclairages sombres comme pour les chambres noires,
Bref quelles sont les fréquences lumineuses qui sont utilisées pour ces cellules organiques
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais : Cherche encore !

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QJ
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Re: [News] Record mondial de rendement pour de petites cellules photovoltaïques organiques

Message par QJ » 25/03/2020 - 18:26:14

C'est plus une question d'intensité que de couverture du spectre.

1 lux, cela correspond à une nuit noire de pleine lune à la campagne ou à la montagne.
Par contre une journée à la plage en plein soleil on monte de six ordres de grandeurs : > 100000 lux.

Ça pique les yeux dans le deuxième cas, c'est compréhensible, l'intensité est trop forte.
L'esprit c'est comme un parachute: s'il reste fermé, on s'écrase. -Franck Vincent Zappa-

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Re: [News] Record mondial de rendement pour de petites cellules photovoltaïques organiques

Message par Victor » 25/03/2020 - 19:04:29

Je ne comprends pas ta réponse,
Je pensais que l'effet photo électrique
il est lié aux courtes longueurs d'ondes
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais : Cherche encore !

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buck
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Re: [News] Record mondial de rendement pour de petites cellules photovoltaïques organiques

Message par buck » 26/03/2020 - 13:38:06

Victor a écrit :
25/03/2020 - 17:13:40
Une question que je me pose : D'où vient l'énergie qui est produite par ces cellules photo-électriques organiques ?
il est dit dans le texte, qu'elles travaillent dans des éclairages sombres comme pour les chambres noires,
Bref quelles sont les fréquences lumineuses qui sont utilisées pour ces cellules organiques
ben des photons ou ondes electromagnetique
Principe de base: un photon recontre un atome, l'excite. L'atome se desxcite en reemettant un photons de la meme longueur d'onde mais d'une energiie moindre. L'energie moindre correspond a l'emission d'electrons et de trous dans un materiaux semiconducteur. On recupere ces eelctrons ou ces trous et on a un courant.
Dans le silicium on sait faire des capteurs en 1nm et 1000nm de longueurs d'onde (bleu=420nm, vert=520 et rouge = 620nm).
Ensuite tout corps emet aussi un rayonnement electromagnetique (principe du corps noir) avec une emission en infrarouge notament. On peut inventer un capteur a base de silicium qui capte a partie proche infrarouge (de 700nm a 1100nm).
Pour aller plus haut on passe par des capteur a base d'arsenure de gallium, indium, phosphore jusqu'a 5000nm
Au dessus on passe aux capteurs a base de mercure ou de cadmium.
Au dessus on change de taille de capteur pour passer aux antennes
En dessous on a different types de capteurs aussi
Bref un capteur ce n'es pas que les photons des gammes de frequences du visible
Apres cote energie comme dit plus haut on passe au lux
"Le soleil, avec toutes ces planetes qui gravitent sous sa gouverne, prend encore le temps de murir une grappe de raisin, comme s'il n'y avait rien de plus important. " Galilee

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