Bientôt une alternative aux panneaux photovoltaïques lourds et encombrants. Grâce aux fullerènes, l’énergie solaire s’imprime aujourd'hui sur des films plastiques, pour des applications nomades. Des chimistes du laboratoire Moltech-Anjou, de l’Université d’Angers, cherchent à lever les verrous qui subsistent pour une utilisation à grand échelle.
Energie solaire
Du football aux fullerènes, il n’y a qu’un pas. Le ballon rond et la molécule C60, découverte en 1985, se ressemblent en effet comme deux gouttes d’eau : C60 est composée de 60 atomes de carbone répartis selon 20 hexagones (6 côtés) et 12 pentagones (5 côtés). Même si cette dernière est 300 millions de fois plus petite ! En manipulant dans leurs tubes à essais ces nano-ballons de foot, Piétrick Hudhomme et ses collègues, au laboratoire Moltech-Anjou de l’Université d’Angers, conçoivent les matériaux pour les cellules photovoltaïques de demain.
Contrairement aux cellules photovoltaïques classiques, fabriquées à partir de silicium dans des salles blanches avec des procédés coûteux, les cellules à base de fullerènes peuvent s’imprimer sur du film plastique. Légères, souples, elles peuvent être disposées sur de grandes surfaces. Ainsi, pas étonnant qu’elles commencent à prendre place dans notre quotidien. Elles sont d’ores et déjà utilisés pour fabriquer des mini-centrales solaires ambulantes, de façon à recharger un téléphone portable, un MP4 ou un ordinateur. Tel les stickers que l’on peut coller n’importe où, elles peuvent aussi alimenter un abris-bus ou être appliquées sur les vitres des bâtiments
Mais les cellules utilisant les fullerènes ne vont pas supplanter le silicium tout de suite. « Les rendements ne sont pas encore aussi bons que ceux des cellules photovoltaïques classiques, explique Piétrick Hudhomme. Il faut notamment faire en sorte que les matériaux organiques qui constituent ces cellules soient plus la cellule à fullerène absorbent davantage de rayons lumineux. » Pour cela, les chercheurs lui greffent des pigments qui absorbent la lumière dans les longueurs d’onde du visible. « Cela créé un phénomène d’antenne collectrice de lumière », poursuit le chimiste.
Autre défi que se sont lancés les chercheurs d’Angers : augmenter la stabilité de ces cellules solaires du futur. En effet, avec le temps, les molécules de fullerènes ont tendance à cristalliser et former des agrégats au sein de la cellule. La cellule vieillit prématurément et perd ainsi de son efficacité. « Nous avons modifié la structure chimique de la molécule pour éviter la cristallisation et gagner en stabilité », explique Piétrick Hudhomme. Comment ont-ils fait ? Impossible d’en savoir davantage. « Nous sommes en train de déposer un brevet », confie le scientifique.
« On restera encore pendant quelques temps dans un marché de niches, souligne Piétrick Hudhomme. Les cellules à base de silicium résistent en effet 25 ans, les cellules solaires organiques voient leur rendement diminuer progressivement dans le temps. » Mais avec leurs partenaires de Bordeaux (qui construisent les cellules), de Montpellier et Pau (spécialistes en matériaux polymères) et de Clermont-Ferrand (experts dans la dégradation des cellules), les chercheurs d’Angers arriveront peut-être à augmenter suffisamment les performances des cellules à base de fullerènes pour que « l’Homme-Energie » devienne bientôt autonome.