Des écrans transparents photovoltaïques

Dossier : ExpressionsMagazine N°699 Novembre 2014
Par Pere ROCA I CABARROCAS
Par Alice TSCHUDY

Par­ler de pho­to­voltaïque trans­par­ent peut appa­raître d’entrée comme un non-sens. Mais les chercheurs du Lab­o­ra­toire de physique des inter­faces et couch­es minces (LPICM, École poly­tech­nique- CNRS) ont réus­si à sur­mon­ter cette con­tra­dic­tion en gra­vant un réseau de traits dans une cel­lule à base de couch­es minces de sili­ci­um amorphe.

Opacité et transparences nécessaires

Les pan­neaux solaires trans­for­ment l’énergie lumineuse en énergie élec­trique grâce à leurs cel­lules pho­to­voltaïques. Ces dernières sont opaques afin d’absorber un max­i­mum de lumière et de pro­duire un max­i­mum d’énergie électrique.

“ On peut recharger ces appareils tout en les utilisant, même à la lumière artificielle ”

Des chercheurs du LPICM ont réus­si à fab­ri­quer une plaque de cel­lules pho­to­voltaïques trans­par­ente pour l’oeil.

« Ce film pho­to­voltaïque est très fin, sou­ple et résis­tant. Il peut être incor­poré à toutes sortes de sur­faces trans­par­entes tac­tiles comme les télé­phones porta­bles, les tablettes numériques. On peut donc recharg­er ces appareils tout en les util­isant, et ce même à la lumière arti­fi­cielle », expliquent Pere Roca, directeur du LPICM, et Dmit­ry Daine­ka, ingénieur de recherche CNRS.

Le principe du store vénitien

LE PROJET SMART 4G TABLET

Ces recherches ont été réalisées dans le cadre du projet SMART 4G, financé par le Fonds unique interministériel (FUI), qui vise à développer une nouvelle génération de tablettes communicantes, sécurisées et durables.
Il est soutenu par le pôle de compétitivité mondial Solutions communicantes sécurisées (SCS) et implique le Laboratoire de physique des interfaces et des couches minces (LPICM), l’Institut des matériaux de Nantes (IMN), EURECOM et les entreprises Gemalto, Archos et Wysips.
Cette dernière prévoit d’équiper des écrans de téléphone portable avec des panneaux transparents dès cette année.

Le secret de ce film pho­to­voltaïque trans­par­ent est de se com­pos­er de rangées de cel­lules pho­to­voltaïques d’une largeur micro­scopique. Il peut être com­paré à un store de fenêtre minia­ture dont les lattes représen­tent les ban­des de cel­lules pho­to­voltaïques : l’espace entre les lattes per­met de voir au tra­vers. L’illusion pour notre oeil est totale, car celui-ci ne détecte pas les cel­lules d’une largeur de quelques cen­tièmes de mil­limètre et espacées de quelques cen­tièmes de millimètre.

Plus pré­cisé­ment, la tech­nique con­siste à dépos­er une couche mince de cel­lules pho­to­voltaïques sur un film con­tenant un oxyde trans­par­ent con­duc­teur (TCO). Ce matéri­au récupère l’énergie élec­trique pro­duite tout en lais­sant pass­er la lumière. Cet assem­blage opaque est ensuite gravé pour enlever une par­tie des cel­lules pho­to­voltaïques et ren­dre le film transparent.

La dif­fi­culté majeure sur­mon­tée par les chercheurs du LPICM est de garder l’efficacité des cel­lules pho­to­voltaïques mal­gré la gravure.

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