Des chercheurs de Montréal et de Finlande se penchent sur les défis que posent la production et la commercialisation à grande échelle de cette technologie expérimentale.
Cellule solaire souple.
CRÉDIT: UNIVERSITÉ AALTO (FINLANDE).
Pourrez-vous un jour recharger votre appareil mobile, votre voiture ou même vos vêtements à l'aide de cellules solaires souples? Des chercheurs de l'Université Aalto, en Finlande, et de l'Université de Montréal étudient les possibilités de produire et de commercialiser à grande échelle cette technologie expérimentale, tout en travaillant sur les difficultés qui doivent être résolues au préalable, notamment son incidence sur l'environnement.
Pour que les cellules électroniques soient viables à l'échelle industrielle, il faudrait les produire au moyen d'un processus rouleau à rouleau, c'est-à-dire sur des rouleaux de feuilles de plastique ou de métal flexible, selon les chercheurs. L'impression par jet d'encre permettrait l'insertion précise de la couleur et des composantes électrolytes.
La problématique de l'encapsulation
L'encapsulation d'une cellule flexible présente également un défi de taille. Une encapsulation insuffisante pourrait entraîner une fuite de l'électrolyte liquide ou l'infiltration d'impuretés dans la cellule, ce qui réduirait considérablement la durée de vie de l'appareil.
"Les cellules solaires souples sont généralement fabriquées sur des feuilles de métal ou de plastique, qui comportent leur lot de risques: le métal peut rouiller, tandis que le plastique peut laisser de l'eau ou des impuretés s'infiltrer", affirme Kati Miettunen, gestionnaire de projet au Département de bioproduits et de biosystèmes de l'Université Aalto.
De plus, des innovations seront nécessaires pour fusionner les substrats (bases matérielles servant de support), puisque les techniques habituelles comme le collage de frittes de verre utilisées actuellement dans la fabrication des écrans plats et d'autres appareils ne conviennent pas aux cellules souples.
La durée de vie des appareils comme enjeu
"Pour commercialiser les cellules souples, il faudra également faire en sorte que la durée de vie des appareils soit suffisante par rapport à l'énergie requise pour les fabriquer, de façon que les cellules solaires ne se dégradent pas avant d'avoir produit plus d'énergie qu'il en aura fallu pour les concevoir", ajoute Jaana Vapaavuori, nouvelle professeure adjointe au Département de chimie de l'Université de Montréal.
Selon Mme Miettunen, qui collabore avec le Département de chimie de l'UdeM dans ses recherches, les découvertes issues de l'utilisation des biomatériaux ou des matériaux hybrides, tels que la pâte de bois comme substrat pour les cellules, pourraient nous permettre de réaliser des progrès à l'avenir. En effet, la capacité naturelle de ces matériaux à filtrer les impuretés pourrait bien fonctionner pour les cellules solaires.
La professeure Jaana Vapaavuori montre un échantillon de cellule solaire souple. À propos de cette étude
"Mass-Production of Flexible Solar Cells: Challenges in Durability and Environmental Impact", Wiley Advanced Science News, 3 juin 2018.
Article scientifique: Miettunen K, Vapaavuori J, Poskela A, Tiihonen A, Lund PD.
"Recent progress in flexible dye solar cells". WIREs Energy and Environment, 22 mai 2018. doi.org/10.1002/wene.302 http://www.doi.org/10.1002/wene.302
Cette étude a été financée par le Banting Postdoctoral Fellowship, Tiina and Antti Herlin Foundation et Koneen Säätiö.