Energie solaire : une révolution avec le graphène et la molybdénite?

Un groupe de chercheur du prestigieux MIT vient de publier un article selon lequel en associant du graphene avec de la molybdenite, il serait possible de fabriquer des cellules solaires revolutionnaires, si fines qu'elles surpasseraient toutes les technologies existantes. 

Les travaux portant sur des dispositifs capables de capter l'energie solaire a l'aide du graphene sont particulierement nombreux depuis quelque temps. Certains cherchent a realiser des phototransistors avec ce materiau extraordinaire, mais ce qui fait le plus rever et ce qui aurait le plus d'impact sur notre vie est la possibilite d'en faire des cellules photovoltaiques revolutionnaires.

Un groupe de chercheurs du celebre MIT vient justement de publier dans Nano Letters un article portant sur un nouveau type de cellules solaires a graphene. De prime abord, les performances sont decevantes. La cellule photovoltaique des chercheurs est nettement moins efficace que les cellules standard, puisque le rendement n'est que de 1 a 2 % pour la cellule a base de graphene quand celles au silicium atteignent 15 a 20 %.

Graphene et TMD, la recette miracle

Mais si l'on se bornait a ces considerations, on passerait a cote d'un point important. L'epaisseur de la cellule des chercheurs du MIT ne fait guere plus de deux atomes, puisqu'elle est formee d'un empilement d'un feuillet de graphene et d'un second feuillet d'epaisseur quasi monoatomique. Celui-ci est constitue de l'association d'un metal de transition, comme le molybdene, et d'un dichalcogenure (un compose dont la formule contient deux ions a deux charges negatives, issus d'elements de la 16e colonne du tableau periodique comme l'oxygene, le soufre ou le selenium). Le materiau constituant cette seconde couche est donc un exemple de ce qu'on appelle en anglais des transition metal dichalcogenides (TMD). Un TMD bien connu est la molybdenite, que l'on a presentee il y a quelque temps comme un concurrent du graphene pour la realisation de transistors.

Cette cellule a graphene et TMD est des centaines de milliers de fois moins epaisse qu'une cellule photovoltaique classique. A poids egal, des capteurs solaires constitues de telles cellules sont considerablement plus efficaces que tous les modeles actuels. Elles seraient particulierement adaptees pour equiper des avions, des satellites ou des sondes spatiales. De plus, tres resistantes aux UV, l'air et l'humidite, elles n'ont pas besoin d'etre recouvertes d'une couche de verre. Enfin, la molybdenite est tres abondante sur Terre.

Un record... pour des cellules photovoltaiques encore theoriques

Devant de telles proprietes, on croit rever, et cela semble pleinement justifier l'appellation de materiau miracle pour le graphene. La revolution de l'energie solaire semble a portee de main, mais effectivement, pour le moment, on reve...

Le travail des chercheurs du MIT est en effet purement theorique et ne repose que sur des calculs . En outre, on ne sait pas encore exfolier la molybdenite de facon industrielle. Mais ce dernier obstacle semble loin d'etre insurmontable. Cependant, il y a de nombreux TMD possibles qui attendent d'etre explores en association avec le graphene. Qui peut prevoir ce que vont donner les nanotechnologies avec ces materiaux d'ici dix ans ?

Source: futura-sciences.com