Une des solutions écologiques alternatives pour la production d’électricité est d’utiliser les panneaux solaires permettant la conversion de l’énergie lumineuse en énergie électrique. La terre reçoit du soleil davantage d’énergie en une heure que l’humanité en utiliserait en une année, soit l’équivalent de 10000 fois nos besoins actuels. En d’autres termes, couvrir seulement 0,1% de la surface du globe avec des panneaux solaires ayant une efficacité limitée à 10% suffirait à satisfaire notre consommation énergétique.
La figure 1 présente le schéma de fonctionnement d’une cellule solaire à colorant qui est une alternative de plus en plus développée face aux cellules à base de silicium. CD est un Chromophore Donneur d’électrons : sensible à la lumière, il va transmettre un électron à l’Accepteur A (ici un semi-conducteur), qui constitue l’anode de la pile, l’électron va pouvoir ainsi circuler pour fournir de l’énergie électrique. A la fin du parcours, l’électron est réinjecté dans le système au niveau de la cathode par l’intermédiaire de l’électrolyte rédox qui va ainsi régénérer le colorant CD.
Fig 1. Principe de fonctionnement d’une pile solaire type DSC
Fig. 2. Image en microscopie électronique à balayage d’une anode recouverte d’oxyde de zinc nanotexturé: 1) Dépôt de germes, 2) Croissance de bâtonnets, 3) Fleurs de ZnO
Les nanobâtonnets d’oxyde de zinc sont une alternative aux couches poreuse de TiO2 dans la technologie des cellules solaires hybrides sensibilisées à colorant solide. ZnO est un oxyde semi-conducteur de type n transparent possédant une bonne mobilité électronique dans l’axe du bâtonnet. La croissance organisée et contrôlée (par voie hydrothermale) des nanocristaux doit conduire à une augmentation du rendement de conversion des cellules photovoltaïques.
Les nanobâtonnets d’oxyde de zinc sont une alternative aux couches poreuse de TiO2 dans la technologie des cellules solaires hybrides sensibilisées à colorant solide. ZnO est un oxyde semi-conducteur de type n transparent possédant une bonne mobilité électronique dans l’axe du bâtonnet. Cependant, il a été montré que les colorants désorbent ce qui entraine un vieillissement prématuré de la cellule. Afin de choisir au mieux un colorant adapté au système, le greffage de molécules tests et de colorants présentant diverses fonctions est étudié sur des particules de ZnO de morphologies différentes.
Dernières activités de recherche:
Schlur, L., Carton, A., Leveque, P., Guillon, D., & Pourroy, G. (2013). Optimization of a New ZnO Nanorods Hydrothermal Synthesis Method for Solid State Dye Sensitized Solar Cells Applications. Journal of Physical Chemistry C, 117(6), 2993–3001. doi: http://dx.doi.org/10.1021/jp305787r
