Les cellules solaires Grätzel à colorant battent un record de rendement

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Les cellules solaires à colorant inventées par le professeur Michael Grätzel de l'EPFL, représentent une solution des plus prometteuse pour la production d’énergie photovoltaïque renouvelable, propre et peu coûteuse. En modifiant la composition et la couleur de ces cellules, l'équipe de l'EPFL a augmenté leur rendement à 12,3%.

Cette valeur est comparable à celle des cellules solaires silicium. Et le coût est en voie de réduction. Les cellules Grätzel imitent le processus de photosynthèse des plantes, et les nouveaux colorants présentés dans la revue Science Magazine en sont encore plus proches avec leurs couleur verte. Cette coloration augmente le rendement de conversion de la lumière en énergie électrique. La cellule absorbe les couleurs du spectre ayant la plus grande énergie et rejette le reste (dont le vert).
Les cellules de Grätzel sont flexibles et transparentes. Elles constituent une alternative prometteuse là où les cellules silicium rigides traditionnelles ne sont pas utilisables. De plus elles arrivent à égaler leur rendement: leur rendement maximum théorique est de 30% contre 26% pour le silicium.

Abstract (Science Magazine)
The iodide/triiodide redox shuttle has limited the efficiencies accessible in dye-sensitized solar cells. Here, we report mesoscopic solar cells that incorporate a Co(II/III)tris(bipyridyl)–based redox electrolyte in conjunction with a custom synthesized donor-π-bridge-acceptor zinc porphyrin dye as sensitizer (designated YD2-o-C8). The specific molecular design of YD2-o-C8 greatly retards the rate of interfacial back electron transfer from the conduction band of the nanocrystalline titanium dioxide film to the oxidized cobalt mediator, which enables attainment of strikingly high photovoltages approaching 1 volt. Because the YD2-o-C8 porphyrin harvests sunlight across the visible spectrum, large photocurrents are generated. Cosensitization of YD2-o-C8 with another organic dye further enhances the performance of the device, leading to a measured power conversion efficiency of 12.3% under simulated air mass 1.5 global sunlight.

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