Du tungstène pour doper le rendement des cellules solaires

Grâce à l'introduction de cristaux de tungstène, des chercheurs américains ont réussi à rendre assimilables des rayonnements infrarouges par des cellules photoniques.

Rendre utile l'inutile. Tel est, en résumé, ce que viennent de réaliser des chercheurs des laboratoires Sandia (Etats-Unis). Ils ont en effet développé un appareil qui permet aux cellules photovoltaïques d'exploiter des ondes lumineuses qui étaient jusqu'à maintenant inutilisables. En fait, le système qu'ils ont développé absorbe des rayonnements infrarouges et les convertit en ondes évoluant dans le « proche infrarouge ». Celles-ci deviennent alors transformables en électricité.

Un remplaçant du silicium

Publiée cet été dans la revue spécialisée « Applied Physics Letter », leur découverte repose sur l'utilisation de cristaux photoniques de tungstène. Poreux, ce type de structure ressemble à un empilement de minuscules tiges - moins d'un micron de diamètre - qui s'entrecroisent. A l'origine, ces cristaux, souvent formés de silicium, piègent les rayons lumineux et les guident sans provoquer de pertes d'énergie. Lors de leurs expériences, les chercheurs des laboratoires Sandia ont eu l'idée de délaisser le silicium au profit du tungstène.
Des rayons transformés en « proches infra-rouges »

Et, après avoir fabriqué un cris- tal avec ce nouveau matériau, ils se sont rendus compte que les rayons de lumière qui le traversaient n'étaient plus guidés mais que leur longueur d'onde était modifiée. Au final, les rayons qui évoluaient dans les infra-rouges étaient retombés à 1,5 micron de longueur d'onde, contre 3 microns au minimum. Bref, ils s'étaient transformés en « proches infrarouges » et pouvaient désormais être assimilés par des cellules photovoltaïques.

Côté performances, le dispositif inventé par l'équipe américaine convertit en électricité 34 % de l'énergie lumineuse qu'il reçoit, contre 25 %, au maximum, avec les systèmes actuels. En outre, les chercheurs de Sandia estiment que leur invention pourrait transformer des rayonnements infrarouges en lumière visible. Il s'agirait alors tout bonnement d'un nouveau système d'éclairage.

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