in ,

Bientôt des batteries et panneaux solaires issus de l’impression 3D ?

Crédits : PublicDomainPictures / Pixabay

Des chercheurs ont récemment fait une découverte. Leurs travaux portent sur les pérovskites, un genre de minéral capable de convertir la lumière solaire en énergie électrique. Il pourrait permettre dans un avenir plus ou moins proche de fabriquer des dispositifs photovoltaïques plus résistants et ayant une meilleure efficacité.

Une possible démocratisation des pérovskites

À l’origine, le terme « pérovskite » concerne un minéral du titanate de calcium (CaTiO3). De manière plus générale, les pérovskites définissent les minéraux de même structure que l’on retrouve notamment dans les carbonatites de la croûte terrestre. De plus, il s’agit de l’un des hôtes principaux pour les terres rares. Dans un communiqué publié le 24 mars 2022, des scientifiques de l’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) aux États-Unis ont porté leur intérêt sur ces pérovskites. Il faut dire que depuis quelques années, les pérovskites sont assez populaires pour leur capacité à convertir la lumière solaire en énergie électrique. Or, des chercheurs ont trouvé de nouveaux moyens (dont la fabrication additive) concevoir des pièces à partir des pérovskites.

Concrètement, les scientifiques estiment pouvoir à terme fabriquer des dispositifs photovoltaïques plus efficaces et plus robustes, notamment des batteries solaires et des panneaux photovoltaïques. Il pourrait s’agir de dispositifs portables ou encore à placer sur le toit des véhicules. Pour les chercheurs, l’utilisation des cellules solaires en pérovskite pourrait véritablement être démocratisée.

pérovskite
Cette image illustre la distorsion du réseau, la déformation et la distribution des ions dans les pérovskites aux halogénures métalliques. Celles-ci peuvent être induites par des stimuli externes tels que la lumière et la chaleur.
Crédits : ORNL

Un matériau intéressant, mais moins durable

Outre leur capacité à capturer la lumière de manière très efficace, les pérovskites sont aussi très légères et plutôt bon marché. De plus, leurs caractéristiques physiques permettent de fabriquer des films très fins dans le but de recouvrir tout type de surface. Or, l’impression 3D peut dans ce cas rendre de fiers services grâce à sa capacité à fabriquer des pièces aux formes complexes. En revanche, l’éventuelle démocratisation des pérovskites fait encore face à plusieurs obstacles. Par exemple, ce matériau se dégrade plus vite et est donc moins durable que le silicium. Ainsi, le prochain défi pour la science concernera cet important point de détail.

Dans un premier temps, les scientifiques souhaitent poursuivre leurs travaux afin de concevoir et améliorer des matériaux tout en renforçant leurs effets photovoltaïques. Autrement dit, un usage général des pérovskites dans le domaine du solaire n’est pas pour demain. Toutefois, de futurs progrès dans la recherche pourraient rapidement en ouvrir la voie.