Ajouter du piment aux panneaux solaires permet de booster leur rendement !

Des scientifiques chinois ont eu l’idée saugrenue de « pimenter » des cellules photovoltaïques en pérovskites. Ils y ont incorporé de la capsaïcine – la molécule qui donne aux piments leur goût épicé – et ont constaté que ce traitement permettait d’augmenter significativement le rendement de conversion de la lumière en électricité.

Nous savons que les films solaires ultra-minces fabriqués avec de la pérovskite hybride intéresse les scientifiques, car il autorise de meilleurs rendements que les panneaux classiques à base de silicium.

Qinye Bao de l’Université de Chine orientale à Shanghai et ses collègues ont découvert une méthode qui permet d’en augmenter encore les performances. Pendant le processus de fabrication des cellules, ils y ont incorporé de la capsaïcine, la molécule qui donne aux piments leur goût épicé.

 Qinye Bao soupçonnait que la capsaïcine pouvait avoir un effet stimulant sur la conversion de la lumière solaire en électricité car elle devrait permettre de réduire la production de chaleur et augmenter par conséquent la libération d’électrons.

Son équipe a testé en laboratoire des cellules solaires en pérovskite hybride contenant du plomb (CH₃NH₃PbI₃), et traitées avec de la capsaïcine. En les exposant à la lumière artificielle pour simuler l’ensoleillement, ils se sont rendus compte que cet ajout permettait effectivement de booster la conversion des rayons lumineux en électricité : ils ont mesuré un rendement de 21,88% contre 19,10% dans les cellules ne contenant pas de capsaïcine.

Les chercheurs ont ensuite observé par spectroscopie les cellules « pimentées » et ils ont constaté que l’incorporation de capsaïcine conduisait en effet à la production d’un plus grand nombre d’électrons libres disponibles pour induire du courant à la surface des cellules solaires.

Comment ont-ils eu l’idée d’ajouter du « piment » dans les cellules solaires ?

Le mécanisme physico-chimique qui permet cette amélioration fait toujours l’objet de débats. Bao et ses collègues émettent l’hypothèse que les molécules de capsaïcine réagissent avec les ions plomb contenus dans la pérovskite, ce qui aurait comme effet de libérer plus d’électrons.

Selon Tsutomu Miyasaka de l’Université de Yokohama au Japon – l’inventeur des cellules solaires à base de pérovskites en 2009 – de nombreux composés organiques naturels seraient testés dans les cellules à pérovskites. L’objectif est de vérifier s’ils améliorent la stabilité et l’efficacité de ces cellules.

« Notre priorité est de sélectionner des biomatériaux durables produits par la nature », précise Qinye Bao. « La capsaïcine est peu coûteuse, naturelle, durable et abondante sur terre » ajoute-t-il.

Les chercheurs de Shanghai ont publié leur découverte dans la revue scientifique Joule.