Des cellules solaires sont désormais capables de fonctionner la nuit !
Dans la revue Applied Physics Letters, des chercheurs de l'université de Stanford ont publié une étude sur une cellule photovoltaïque qui capte l'énergie solaire le jour et la nuit, évitant ainsi l'utilisation de batteries.
Les cellules solaires, ou panneaux photovoltaïques, fournissent de l'énergie pendant la journée mais permettent aussi d'économiser de l'énergie pour une utilisation ultérieure. Pendant la nuit, les cellules solaires rayonnent et perdent de la chaleur dans l'atmosphère, atteignant des températures inférieures de quelques degrés à la température ambiante.
Le dispositif en cours de développement utilise un module thermoélectrique pour générer une tension et un courant à partir du gradient de température entre la cellule et l'air. Ce processus dépend de la conception thermique du système, qui comprend un côté chaud et un côté froid.
"Le thermoélectrique est destiné à avoir un très bon contact à la fois avec le côté froid, qui est la cellule solaire, et le côté chaud, qui est l'environnement", a déclaré l'auteur de l'étude Sid Assawaworrarit, chercheur à l'Université de Stanford, en Californie. "Si vous n'avez pas cela, vous ne pourrez pas tirer beaucoup d'énergie de ce mécanisme."
Une nouvelle façon de produire de l'énergie
L'installation est peu coûteuse et, en principe, pourrait être intégrée dans des cellules solaires existantes. C'est aussi simple, donc construire dans des endroits éloignés avec des ressources limitées est faisable.
"Ce que nous avons pu faire ici, c'est tout construire à partir de composants prêts à l'emploi, avoir un très bon contact thermique, et la chose la plus chère de toute l'installation était le thermoélectrique lui-même", a déclaré l'un des auteurs, Zunaid Omair.
Nighttime electric power generation at a density of 50mW/m2 via radiative cooling of a photovoltaic cell: Applied Physics Letters: Vol 120, No 14
— Rahim Sajan (@RahimSajan) April 11, 2022
This is remarkable! https://t.co/QLS1kmaDvX
L'utilisation de l'électricité la nuit pour l'éclairage nécessite quelques watts de puissance. Le dispositif actuel génère 50 milliwatts par mètre carré, ce qui signifie que l'éclairage nécessiterait environ 20 mètres carrés de surface photovoltaïque.
"Aucun de ces composants n'a été spécifiquement conçu à cette fin", a déclaré l'auteur Shanhui Fan. "Je pense donc qu'il y a place à l'amélioration, dans le sens où si chacun de ces composants était vraiment conçu pour notre objectif, je pense que les performances pourraient être meilleures."
L'équipe entend optimiser l'isolation thermique et les composants thermoélectriques de l'appareil. Ils explorent des améliorations techniques à la cellule solaire elle-même pour améliorer les performances de refroidissement radiatif sans influencer sa capacité à récolter l'énergie solaire.