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Des cellules solaires bon marché sans silicium
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Jusqu'à présent, la plupart des cellules solaires sont fabriquées à partir de silicium amorphe. Malheureusement, le silicium reste très cher a mettre en oeuvre et les rendements des cellules sont encore faibles. Bien sur, un faible rendement serait acceptable si l'on utilisait de grandes surfaces mais on se heurterait à nouveau au coût relativement élevé du silicium. Des efforts sont donc déployés par les scientifiques pour mettre au point des cellules solaires moins chères : destinées en particulier aux pays les plus pauvres, elles pourraient rendre l'énergie solaire plus compétitive. Une des voies explorées est celle des cellules de Gratzel, du nom de leur inventeur, Michael Gratzel, chercheur à l'EPFL de Lausanne. Michael Gratzel et ses collaborateurs ont eu l'idée de copier le mécanisme de photosynthèse des feuilles et de le combiner avec un semi conducteur pour produire des cellules solaires a la fois efficaces et peu chères. Au lieu de silicium, ils utilisent des grains d'oxyde de titane (TiO2), un matériau très peu cher et largement disponible couramment utilise comme agent de blanchiment dans les peintures ou dans les blanchisseurs de café! Les grains de TiO2 sont recouverts d'un colorant qui absorbe une large gamme de longueurs d'onde du spectre solaire ; ils baignent dans une solution électrolytique contenant de l'iode et sont encapsulés entre deux électrodes. L'énergie fournie par les photons absorbes par les molécules de colorant permet aux électrons de ces molécules de sauter d'une orbitale à l'autre ; ils sautent ensuite de particules d'oxyde en particule d'oxyde jusqu'a atteindre une électrode. Simultanément les ions de l'électrolyte apportent les électrons nécessaires à la régénération du colorant. A présent, l'objectif des chercheurs est d'augmenter le rendement des cellules de Gratzel.
EPSRC Research Highlights du 21/02/03 : http://www.epsrc.ac.uk.
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