Les recherches n'en sont qu'à leur début et l'utilisation élargie des cellules solaires organiques semble encore assez lointaine. Il n'en reste pas moins que les matériaux organiques présentent de réelles perspectives d'avenir dans le domaine des énergies renouvelables. Si jusqu'à présent le silicium, monocristallin, polycristallin ou amorphe, reste le matériau le plus utilisé pour la fabrication des cellules photovoltaïques, les cellules solaires organiques présentent de nombreux avantages potentiels. En effet, contrairement au silicium dont la production nécessite de très hautes températures, leur fabrication implique un faible coût financier et énergétique et un faible impact environnemental. De plus, leur mise en forme à l'aide de procédés en solution (par exemple à partir d'encres ou de peintures) permet de couvrir de grandes surfaces et des substrats flexibles (films, textiles etc.). Si aujourd'hui les rendements obtenus avec les cellules organiques (5 %) sont loin de concurrencer les cellules solaires à base de silicium cristallin (15 %), l'accélération des recherches et des innovations pourrait rapidement rendre cette filière viable. La course au rendement est lancée entre différentes équipes de chercheurs du monde entier. Récemment, les chercheurs de l'équipe de Jean Roncali au laboratoire d'Ingénierie moléculaire d'Angers (CNRS/Université d'Angers), ont réalisé une avancée importante avec une approche originale basée sur l'utilisation de molécules en remplacement des polymères traditionnellement utilisés dans les cellules solaires organiques. Cela va extrêmement vite, explique Jean Roncali. Les recherches s'intensifient et les progrès sont très rapides. Les matériaux organiques offrent un gros potentiel mais il faut beaucoup de travail. La voie des cellules organiques : Utilisées d'abord dans le domaine de l'optique, les matériaux organiques suscitent l'intérêt du fait de leur faible coût de fabrication. En une dizaine d'années, les avancées scientifiques et technologiques se sont accélérées, menant à l'essor de l'électronique organique dont les premiers produits sont apparus récemment sur le marché (diode électroluminescente (OLED), transistors, écrans OLED…). Aujourd'hui, la filière des énergies renouvelables et du solaire photovoltaïque se penche sur ces matériaux prometteurs. En Europe, aux Etats-Unis ou en Chine, des équipes de chercheurs travaillent sur cette technologie. Des industriels se positionnent également de manière ambitieuse sur le sujet. L'intérêt est avant tout économique : les produits organiques coûtent moins cher à produire que le silicium. Mais ce n'est pas la seule raison : étant donné que ces matériaux sont solubles, on peut les obtenir sous forme liquide (encres, peintures) et donc les imprimer sur des matériaux divers. Cela ouvre de nouvelles possibilités : en particulier la possibilité de réaliser des cellules solaires flexibles, explique Jean Roncali. Ainsi, les cellules solaires organiques pourraient être utilisées pour des applications particulières : emballages, vêtements, écrans flexibles, recharge de téléphones cellulaires ou d'ordinateurs portables... Si aujourd'hui, la recherche n'ambitionne pas de concurrencer le silicium, à plus long terme, ces matériaux pourraient contribuer de manière significative à la conversion photovoltaïque de l'énergie solaire, à condition d'investir massivement dans la recherche de matériaux nouveaux plus performants et plus stables. Des difficultés à surmonter : Une des difficultés importantes qui limite le rendement des cellules solaires organiques réside dans les propriétés des matériaux actifs actuellement utilisés : les polymères conjugués. Si les cellules fabriquées à partir de ces matériaux atteignent des rendements de 5 %, l'utilisation de polymères conjugués pose un certain nombre de problèmes liés à la fois à leurs propriétés intrinsèques, à leur préparation et au contrôle de leur structure (distribution des différentes longueurs de chaînes de polymères dans le matériau). L'équipe de Jean Roncali au laboratoire d'Ingénierie moléculaire d'Angers propose une autre voie : l'utilisation de molécules solubles en remplacement des polymères : les molécules sont des objets chimiques parfaitement définis, plus faciles à contrôler et à purifier. Si aujourd'hui les rendements obtenus par les cellules solaires à base de molécules solubles sont encore modestes (1,7 %), les marges de progrès sont immenses : nous avons commencé il y a trois ans avec un rendement de 0,2 %, aujourd'hui nous sommes à 1,7 %, et même 2,5 % selon les résultats obtenus par une équipe américaine récemment. Les cellules à base de polymères qui affichent 5 % aujourd'hui ont commencé avec un rendement de 0,1 % il y a dix ans. Cela va extrêmement vite. Encore faut-il mettre d'importants moyens dans la recherche… Nous sommes aujourd'hui à un tournant important. Il faudrait investir davantage dans la recherche fondamentale sur la conception de nouveaux matériaux ce qui n'est pas forcément le cas aujourd'hui en France. La Chine est un des pays qui investit le plus sur ce sujet. L'Allemagne, la Suède, les Pays-Bas aussi. La France est un peu à la traîne.
[-]Les recherches n'en sont qu'à leur début et l'utilisation élargie des cellules solaires organiques semble encore assez lointaine. Il n'en reste pas moins que les matériaux organiques présentent de réelles perspectives d'avenir dans le domaine des énergies renouvelables. Si jusqu'à présent le silicium, monocristallin, polycristallin ou amorphe, reste le matériau le plus utilisé pour la fabrication des cellules photovoltaïques, les cellules ...
[+]