Entrevues

Luca Beverina met en lumière le photovoltaïque. Et gagne!


Cellules solaires organiques fabriquées à l'aide de la lumière, l'idée de Luca Beverina, chercheur en chimie organique au département de science des matériaux de l'Université de Milan-Bicocca, améliore le processus de production de cellules photovoltaïques organiques en offrant à l'utilisateur plus d'efficacité dans la conversion de l'énergie solaire en électricité et une réduction des coûts de production. Ainsi, en 2012, la quatrième place du Prix Cariplo «Ricerca di Frontiera», 130 mille euros, est revenue à ExPhon (Exploitation de l'auto-assemblage et de la photochimie pour la production simple et à faible coût de dispositifs photovoltaïques organiques nanostructurés), le projet de cette équipe qui a pensé utiliser la lumière à la fois comme réactif fondamental dans la préparation du dispositif photovoltaïque et comme alimentation électrique pour la cellule elle-même une fois assemblé. Avec d'excellents résultats.

1) En quoi consiste le projet ExPhon? Sur quoi est-il basé?

Le projet découle de la nécessité de faire de nouvelles technologies photovoltaïques à base entièrement organique, compatibles avec des procédés de fabrication à grande surface et à faible coût. Dans ce domaine, en effet, les recherches internationales les plus avancées ont récemment montré que des rendements de conversion lumière / électricité de l'ordre de 9% sont réalisables. Cependant, à l'heure actuelle, les prototypes cellulaires ont souvent des surfaces inférieures à 1 cm2 et l'augmentation de la surface cellulaire conduit à des baisses drastiques d'efficacité. Le projet ExPhon propose une stratégie simple sur le plan opérationnel pour obtenir un meilleur contrôle des performances de ces appareils même dans le cas de zones actives élevées.

2) Quelles nouvelles fonctionnalités ExPhon introduit-il?

Pour obtenir des cellules photovoltaïques organiques performantes, il est nécessaire de contrôler l'agencement spatial des composants de la couche active du dispositif à l'échelle nanométrique. C'est là que le projet intervient en forçant les composants de l'appareil à s'organiser spatialement de manière correcte, en exploitant l'action de la lumière. La couche active d'une cellule organique est constituée de deux matériaux distincts qui doivent être en contact l'un avec l'autre mais pas complètement mélangés. Le problème est que les deux matériaux sont solubles dans les mêmes solvants et qu'il n'est donc pas possible de les déposer en séquence. L'analogie la plus simple concerne l'aquarelle: si vous essayez de poser une couleur très proche d'un trait précédent, les deux couleurs se mélangent immédiatement. Le projet Exphon vise à créer des matériaux actifs qui une fois exposés à la lumière deviennent totalement insolubles, permettant ainsi de déposer séquentiellement les deux composants dans des conditions contrôlées.

3) Sur le plan industriel, quels sont les avantages d'ExPhon?

Des avantages seraient obtenus en termes d'augmentation de l'efficacité de la conversion de l'énergie solaire en énergie électrique des cellules organiques, maintenant autour de 10 pour cent. Il y aurait également une réduction des coûts de production. Elles seraient obtenues, dis-je, car si la théorie est confirmée, et aujourd'hui il est raisonnable de le penser, des cellules photovoltaïques de grande surface seront obtenues par simple dépôt séquentiel de deux peintures, entrecoupé d'une exposition à une lampe tout à fait similaire à celles utilisées industriellement pour les procédés de la photolithographie. Et c'est ce que ces avantages apporteraient à l'industrie.

4) Comment est née l'idée? Depuis combien de temps y travaillez-vous et dans combien?

L'idée est née dans le cadre d'une recherche pluriannuelle menée en partenariat avec une entreprise américaine et portant sur les technologies photovoltaïques organiques. L'idée de combiner les techniques du photovoltaïque organique et de la photolithographie est originale et à notre connaissance, nous sommes actuellement les seuls à y travailler. Nous avons déjà obtenu des résultats encourageants, mais il reste encore beaucoup à faire.

Luca Beverina récompensé pour le projet ExPhon qui a remporté la 4e place du prix Cariplo «Ricerca di Frontiera».

5) Combien coûte ce projet?

Une étude de faisabilité est compatible avec le financement reçu. Si les résultats s'avèrent à la hauteur des attentes, l'investissement minimum supplémentaire pour traduire le principe en technologie doit raisonnablement se mesurer à quelques millions d'euros. Nous sommes convaincus que si l'idée aboutit, il sera possible de trouver un financement adéquat.

6) ExPhon est né au centre du Centre Mib-Solaire, de quoi s'agit-il?

Le Centre MIB-SOLAR a été créé au Département de Science des Matériaux de l'Université de Milan-Bicocca afin de promouvoir et d'encourager l'étude et la recherche de nouveaux matériaux et dispositifs liés à l'exploitation de l'énergie solaire dans ses différents formes. Par exemple, comme source d'énergie renouvelable dans les procédés photovoltaïques ou comme source d'énergie renouvelable dans des procédés autres que l'effet photovoltaïque et la photocatalyse.

7) À quoi faut-il s'attendre de la recherche photovoltaïque?

Cependant, il ne fait aucun doute que les réseaux d'électricité destinés à la consommation domestique s'intéresseront de plus en plus au photovoltaïque, même s'il ne peut être la seule réponse aux besoins énergétiques du monde industrialisé.

Il est difficile de prédire aujourd'hui ce que l'avenir nous réserve mais en une heure à peine le soleil dépose à la surface de la terre une quantité d'énergie égale au besoin annuel total de l'humanité, mais c'est une énergie extrêmement répandue, donc difficile à exploiter, cependant je suis convaincu que son utilisation deviendra un pilier fondamental d'un avenir plus durable.

Actuellement, le développement des technologies photovoltaïques est soutenu par des incitations gouvernementales sans lesquelles il ne serait pas économiquement viable, cependant, et c'est pourquoi toutes les technologies alternatives actuellement étudiées travaillent dans le double sens de la réduction des coûts et de l'augmentation des rendements.

Interview parMarta Abbà


Vidéo: Séminaire du projet PEPS: Production Électrique Photovoltaïque et Stockage à La Réunion. (Juin 2021).