Béatrice Garnier
L’efficacité des cellules solaires peut être augmentée en exploitant un phénomène connu sous le nom de fission singulet. Cependant, les pertes d’énergie inexpliquées pendant la réaction ont jusqu’à présent été un problème majeur. Un groupe de recherche dirigé par des scientifiques de l’Université de Linköping, en Suède, a découvert ce qui se passe pendant la fission singulet et où va l’énergie perdue. Les résultats ont été publiés dans la revue Cell Reviews Physical Science.
L’énergie solaire est l’une des furthermore importantes sources d’électricité durables sans fossile et respectueuses de l’environnement. Les cellules solaires à foundation de silicium actuellement utilisées peuvent utiliser au maximum environ 33% de l’énergie du soleil et la convertir en électricité. En effet, les paquets de lumière, ou photons, dans les rayons du soleil ont une énergie qui est soit trop faible pour être absorbée par la cellule solaire, soit trop élevée, de sorte qu’une partie de l’énergie est dissipée pour perdre de la chaleur. Cette efficacité théorique maximale est connue sous le nom de limite de Shockley-Queisser. En pratique, le rendement des cellules solaires modernes est de 20 à 25%.
Cependant, un phénomène en photophysique moléculaire connu sous le nom de fission singulet peut permettre à des photons avec une énergie in addition élevée d’être utilisés et convertis en électricité sans perte de chaleur. Ces dernières années, la fission singulet a attiré de plus en plus l’attention des scientifiques, et une activité intense est en cours pour développer le matériau best. Cependant, des pertes d’énergie inexpliquées lors de la fission singulet ont jusqu’à présent rendu difficile la conception d’un tel matériau. Les chercheurs n’ont pas pu s’entendre sur l’origine de ces pertes d’énergie.
Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université de Linköping, ainsi que des collègues de Cambridge, d’Oxford, de Donostia et de Barcelone, ont découvert où va l’énergie pendant la fission singulet.
“La fission singulet se déroule en moins d’une nanoseconde, ce qui la rend extrêmement difficile à mesurer. Notre découverte nous permet d’ouvrir la boîte noire et de voir où va l’énergie pendant la réaction. De cette façon, nous pourrons éventuellement optimiser le matériel pour augmenter l’efficacité des cellules solaires », déclare Yuttapoom Puttisong, maître de conférences au Département de physique, chimie et biologie de l’Université de Linköping.
Une partie de l’énergie disparaît sous la forme d’un état brillant intermédiaire, et c’est un problème qui doit être résolu pour obtenir une fission singulet efficace. La découverte de la location de l’énergie est une étape majeure sur la voie d’une efficacité nettement supérieure des cellules solaires – de 33% actuellement à as well as de 40%.
Les chercheurs ont utilisé une méthode transitoire magnéto-optique raffinée pour identifier l’emplacement de la perte d’énergie. Cette method présente des avantages uniques en ce qu’elle permet d’examiner «l’empreinte» de la réaction de fission singulet à une échelle de temps de la nanoseconde. Un cristal monoclinique d’un polyène, le diphényl hexatriène (DPH), a été utilisé dans cette étude. Cependant, cette nouvelle method peut être utilisée pour étudier la fission singulet dans une bibliothèque de matériaux moreover large. Yuqing Huang est un ancien doctorant au Département de physique, chimie et biologie de l’Université de Linköping, et premier auteur de l’article maintenant publié dans une revue nouvellement créée, Mobile Experiences Actual physical Science :
“Le processus de fission singulet proprement dit a lieu dans le matériau cristallin. Si nous pouvons optimiser ce matériau pour retenir autant que attainable l’énergie de la fission singulet, nous serons beaucoup additionally proches de l’application dans la pratique. De in addition, le matériau de fission singulet est une remedy traitable, ce qui la rend peu coûteuse à fabriquer et adaptée à l’intégration avec la technologie des cellules solaires existante », déclare Yuqing Huang.
La recherche a été financée principalement par le Conseil suédois de la recherche et la Fondation Knut et Alice Wallenberg.
Observe de bas de web page : Une nanoseconde est un milliardième de seconde.
