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Cellules solaires organiques : perspectives d’avenir !

La recherche sur les cellules solaires organiques fait l’objet d’une intense compétition internationale. Bien que leurs performances soient encore très inférieures à celles des cellules « classiques » à base de silicium cristallin qui atteignent des rendements de 12-15 %, elles offrent l’avantage d’associer faible coût énergétique [1], financier, et faible impact environnemental. Autre avantage : leur fabrication par des procédés en solution va permettre de couvrir de grandes surfaces et de travailler sur des substrats flexibles, d’où de nombreuses applications : emballages, textiles, écrans flexibles, recharge de téléphones cellulaires…

Depuis une dizaine d’années, les cellules solaires organiques de type hétérojonction volumique sont réalisées à base de matériaux polymères. Bien que ces cellules soient à l’heure actuelle les plus performantes, (rendement approchant les 8 % début 2010), l’utilisation de polymères pose des problèmes de synthèse, purification, contrôle de la structure et reproductibilité.

Afin de contourner ces obstacles, des chercheurs angevins ont proposé de remplacer les polymères par des molécules solubles de structure parfaitement définie. Alors que les rendements des premiers prototypes étaient de l’ordre de 0,20 % en 2005, ils atteignent désormais les 3,00 % avec ce type de cellule. Une équipe américaine est allée jusqu’à un rendement de plus de 4,00 % en combinant de nouvelles molécules et des dérivés de fullèrene C70, des recherches qui pourraient rapidement rendre cette filière viable.

Groupe « Systèmes conjugués Linéaires » de l’Institut des sciences et technologies moléculaires d’Angers, CNRS-Université d’Angers


[1] La fabrication des cellules photovoltaïques à base de silicium nécessite de très hautes températures.