Récemment, des avancées significatives dans le domaine des panneaux solaires ont été réalisées, permettant d’augmenter leur efficacité de 9 % grâce à un élément naturel souvent négligé : le camphre. Cette découverte promet d’améliorer la durabilité et la performance des cellules solaires, ouvrant la voie à des solutions énergétiques plus efficaces et durables.
Une avancée clé dans la technologie des panneaux solaires
Les panneaux solaires, en particulier ceux utilisant la technologie des perovskites, ont toujours été au centre de recherches visant à améliorer leur rendement énergétique. Ces cellules sont composées de nombreux cristaux microscopiques, dont la taille et l’organisation jouent un rôle déterminant dans leur efficacité. En utilisant des additifs naturels comme le camphre, les chercheurs ont réussi à contrôler la croissance de ces cristaux, rendant le processus de fabrication moins problématique.
Les études montrent que l’ajout du modèle moléculaire du camphre, connu sous le nom de campherchinon (CQ), peut non seulement favoriser la croissance de cristaux plus grands, mais aussi minimiser les défauts. Cette approche ouvre la voie à des cellules solaires avec des rendements énergétiques nettement améliorés, atteignant des taux avoisinant 25,2 % contre 23,0 % pour les cellules de contrôle.
Le processus innovant de fabrication
Le succès de cette technologie repose sur un processus de vaporisation en deux phases du campherchinon. Lors de la première phase, le matériau est chauffé à 70 °C où il reste en grande partie dans le matériau, et dans la seconde phase, à 150 °C, il se transforme entièrement en gaz sans laisser de traces. Ce processus permet de maîtriser la structure cristalline des panneaux sans créer de résidus qui pourraient nuire à l’efficacité ou à la longévité des cellules.
En effet, une structure cristalline bien ordonnée, avec des tailles de cristaux augmentées jusqu’à 1183 nm comparativement à 608 nm sans CQ, améliore considérablement les voies de transport de charge. Cela permet un transfert d’énergie plus efficace, ce qui est crucial pour maximiser la production d’électricité des installations solaires.
Des tests de performance prometteurs
Les résultats des tests en conditions réelles ont montré que ces nouvelles cellules traitées avec CQ conservent plus de 90,1 % de leur efficacité après 1000 heures d’utilisation, contre moins de 80,8 % pour les cellules standards après 500 heures. Cette performance en condition de longue durée suggère que les cellules solaires utilisant campher peuvent offrir une solution viable pour un avenir énergétique durable.
De plus, la densité des pièges dans les cellules CQ est bien inférieure, ce qui signifie moins de perte d’énergie due à la recombinaison des charges. En optimisant l’efficacité des panneaux solaires, cette technologie pourrait également réduire les coûts de production, rendant l’énergie solaire encore plus accessible et abordable pour les consommateurs.
Impact environnemental et perspectives futures
Cette percée non seulement améliore l’efficacité des panneaux solaires, mais introduit également une approche durable en intégrant un matériau d’origine biologique comme le camphre. Cela pourrait atténuer les préoccupations environnementales liées à certains composants de cellules solaires, notamment le plomb, souvent utilisé pour la stabilité.
Les recherches sur des alternatives aux cellules à base de plomb, tout en atteignant une efficacité et une stabilité comparables, sont en cours et pourraient fournir des solutions pour une production à long terme de cellules solaires écologiques. En continuant à explorer les propriétés des matériaux naturels et en innovant dans les processus de fabrication, l’avenir des énergies renouvelables semble prometteur.
