Nous allons parler aujourd’hui de l’évolution de la technologie solaire.
Avec l'énergie éolienne, l'énergie solaire photovoltaïque est la plus répandue des énergies renouvelables. Sa croissance galopante permet à la fois de réduire les coûts et de favoriser le développement de technologies encore plus efficaces. Les chiffres montrent l’intérêt des plus grandes puissances mondiales, comme la Chine et les États-Unis, pour la production d’énergie solaire. En effet, le nombre de parcs de production solaire est en constante augmentation d’année en année. Néanmoins, seulement 2% de l'électricité mondiale provient de l'énergie solaire à l’heure actuelle. Et 90% de cette électricité provient de panneaux solaires à base de silicium cristallin, la technologie dominante. Bien qu'il soit abondant, le silicium présente des inconvénients liés à l'efficacité, à la complexité de fabrication et à la pollution. Cependant, les scientifiques ont révélé un nouveau type de cellule solaire qui pourrait révolutionner cette industrie, connue sous le nom de pérovskite ! ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️
Sources : https://pastebin.com/raw/d5nj6qGY
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Avec l'énergie éolienne, l'énergie solaire photovoltaïque est la plus répandue des énergies renouvelables. Sa croissance galopante permet à la fois de réduire les coûts et de favoriser le développement de technologies encore plus efficaces. Les chiffres montrent l’intérêt des plus grandes puissances mondiales, comme la Chine et les États-Unis, pour la production d’énergie solaire. En effet, le nombre de parcs de production solaire est en constante augmentation d’année en année. Néanmoins, seulement 2% de l'électricité mondiale provient de l'énergie solaire à l’heure actuelle. Et 90% de cette électricité provient de panneaux solaires à base de silicium cristallin, la technologie dominante. Bien qu'il soit abondant, le silicium présente des inconvénients liés à l'efficacité, à la complexité de fabrication et à la pollution. Cependant, les scientifiques ont révélé un nouveau type de cellule solaire qui pourrait révolutionner cette industrie, connue sous le nom de pérovskite ! ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️ ▫️ ▪️
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00:00 Bonjour à tous, bienvenue sur notre chaîne ATTEC, nous allons parler aujourd'hui de
00:11 l'évolution de la technologie solaire.
00:14 Avec l'énergie éolienne, l'énergie solaire photovoltaïque est la plus répandue des
00:18 énergies renouvelables.
00:20 Sa croissance galopante permet à la fois de réduire les coûts et de favoriser le
00:24 développement de technologies encore plus efficaces.
00:27 Les chiffres montrent l'intérêt des plus grandes puissances mondiales comme la Chine
00:32 et les Etats-Unis pour la production d'énergie solaire.
00:35 En effet, le nombre de parcs de production solaire est en constante augmentation d'année
00:40 en année.
00:41 Néanmoins, seulement 2% de l'électricité mondiale provient de l'énergie solaire à
00:46 l'heure actuelle.
00:47 Et 90% de cette électricité provient de panneaux solaires à base de silicium cristallin,
00:53 la technologie dominante.
00:54 Bien qu'il soit abondant, le silicium présente des inconvénients liés à l'efficacité,
01:00 à la complexité de fabrication et à la pollution.
01:03 Cependant, les scientifiques ont révélé un nouveau type de cellules solaires qui pourrait
01:07 révolutionner cette industrie connue sous le nom de Perovskite.
01:11 L'adoption massive de l'énergie solaire est due à ses nombreux avantages, notamment
01:19 son coût.
01:20 Il est certes important au départ, mais il n'y a aucun coût supplémentaire de maintenance.
01:23 Mais également sa simplicité d'installation permettant de l'installer sur de nombreuses
01:28 surfaces.
01:29 D'autre part, il ne produise aucun déchet de production d'énergie ni pollution sonore.
01:34 Néanmoins, l'un des gros points faibles de cette énergie est son faible taux de conversion
01:39 énergétique.
01:40 La moyenne de conversion de l'énergie du soleil en électricité est de 20 à 25%.
01:45 En plus de cette problématique, il y a la pollution de fabrication.
01:49 Les recherches de l'entreprise américaine Swift Solar ont permis de mettre à jour un
01:53 nouveau matériau qui pourrait révolutionner cette industrie, et tout particulièrement
01:58 de répondre aux défauts des panneaux photovoltaïques classiques.
02:01 Avant de détailler cette découverte, il est nécessaire de rappeler rapidement les
02:05 principes de base du fonctionnement d'un panneau solaire.
02:09 Le panneau solaire fonctionne en libérant les électrons des atomes grâce aux photons.
02:13 Ainsi, le flux électrique est créé par photocourant.
02:16 Il faut alors plusieurs cellules reliées entre elles pour constituer un panneau solaire.
02:20 Chaque cellule photovoltaïque est en fait un sandwich composé de deux tranches de matériaux
02:25 semi-conducteurs.
02:26 Les cellules photovoltaïques sont généralement fabriquées en silicium.
02:30 Pour fonctionner, les cellules photovoltaïques doivent établir un champ électrique.
02:34 Pour ce faire, un champ électrique est produit lorsque des charges opposées sont séparées.
02:39 Pour obtenir ce champ, les fabricants dopent le silicium avec d'autres matériaux, donnant
02:44 à chaque tranche du sandwich une charge électrique positive ou négative.
02:49 Les parties supérieures et inférieures d'une cellule solaire contiennent ainsi des matériaux
02:53 semi-conducteurs aux propriétés électriques différentes.
02:56 Tout cela crée un champ électrique à la jonction entre les couches de silicium.
03:00 C'est l'une des particularités de ce modèle traditionnel.
03:03 Il y a une jonction unique pour le champ électrique.
03:07 Il faut savoir qu'il existe deux grandes catégories de panneaux photovoltaïques.
03:11 Ceux à base de plaquettes, qualifiés de première génération, et ceux à cellules
03:15 à couches minces.
03:17 Les panneaux solaires les plus communs, qui représentent 90% du marché, sont ceux de
03:21 première génération.
03:22 Ils sont le plus souvent construits en silicium.
03:24 Les cellules à couches minces sont fabriquées en déposant de fines couches de film semi-conducteur
03:29 sur un substrat en verre, en plastique ou en métal, et utilisent 10 à 1000 fois moins
03:35 de matériaux que les cellules en silicium cristallin.
03:37 Ces cellules à couches minces sont légères et flexibles, mais leur rendement moyen est
03:42 inférieur.
03:43 Il est possible de fabriquer des cellules à couches minces à partir de silicium amorphe
03:47 ou de matériaux plus complexes, comme le télurure de cadmium, mais les scientifiques
03:51 sont à la recherche de technologies solaires à couches minces plus performantes et susceptibles
03:56 d'être utilisées plus largement.
03:57 Ces matériaux sont connus sous le nom de couches minces émergentes.
04:01 Actuellement, les perovskites sont les principaux candidats.
04:04 En effet, ce nouveau matériau semi-conducteur absorbe la lumière de manière très efficace
04:10 et transporte également des charges.
04:11 Il s'agit donc d'un matériau très efficace pour les cellules solaires.
04:14 Il fait partie de la famille des couches minces émergentes.
04:17 En tant que telles, leur structure particulière les rend parfaits pour permettre la mise en
04:21 place de systèmes photovoltaïques efficaces et peu coûteux.
04:25 D'autre part, les perovskites possèdent des propriétés intrinsèques telles qu'un
04:29 large spectre d'absorption, une séparation rapide des charges, une longue durée de vie
04:33 de séparation des porteurs, etc.
04:36 Les cellules solaires petrovskites sont, sans aucun doute, l'étoile montante dans le
04:40 domaine du photovoltaïque.
04:42 En effet, grâce à ses cellules flexibles, légères et hautement efficaces, ils pourraient
04:47 ouvrir la voie à un large éventail d'applications où les cellules en silicium traditionnel
04:52 sont trop lourdes et rigides.
04:54 La structure cristalline de la perovskite a d'abord été découverte sous la forme
04:58 d'un minéral naturel, l'oxyde de calcium et de titane.
05:02 Mais les perovskites utilisés dans les cellules solaires n'ont pas besoin d'être extraits
05:06 de la Terre.
05:07 La perovskite est un matériau dont la structure cristalline répond à la formule ABX3, où
05:12 A et B sont deux ions chargés positivement, souvent de tailles différentes, et X un ion
05:18 chargé négativement.
05:20 Des scientifiques se sont rendus compte qu'ils pouvaient créer une gamme variée de cristaux
05:23 de perovskite fabriqués par l'Homme, suivant cette même formule, et possédant des propriétés
05:28 très utiles.
05:29 Ils utilisent donc des sels d'allogénures métalliques de base, comme l'iodure de plomb
05:33 ou certains sels organiques.
05:35 Et ils les combinent pour faire des perovskites inorganiques, organiques, hybrides.
05:39 Ils sont formés à basse température.
05:42 Le silicium, habituellement, doit être cristallisé à 1400°C.
05:46 Avec les perovskites, il peut se former à moins de 100°C.
05:50 Cela signifie donc que l'on peut utiliser des équipements plus petits et des procédés
05:54 chimiques plus standards.
05:55 Il est ainsi possible de former les cellules solaires sur des matériaux tels que le plastique,
06:00 c'est-à-dire des matériaux qui fonderaient à haute température et sur lesquels on peut
06:04 fabriquer des cellules solaires.
06:06 On peut par conséquent fabriquer quelque chose de vraiment léger et flexible.
06:09 Les films minces de perovskite peuvent être fabriqués en synthétisant une sorte d'encre
06:15 solaire et en la chauffant doucement jusqu'à ce que les perovskites se cristallisent, tout
06:19 comme les cristaux de sel émergeant de l'évaporation de l'eau de mer.
06:23 Cette technique de l'évaporation thermique n'est pas la seule technique à être utilisée.
06:27 Vous pouvez également fabriquer des cellules perovskites par induction à la centrifugation,
06:32 cartographie, électrodéposition ou même impression du matériau sur une feuille, comme
06:37 avec une imprimante, âgée d'encre.
06:39 Quelle est l'efficacité des cellules solaires en perovskite ?
06:42 La magie des cristaux de perovskite réside dans leur caractère personnalisable.
06:47 Les cellules solaires à jonction unique ne peuvent absorber qu'une partie du spectre
06:50 solaire en fonction du matériau semi-conducteur utilisé.
06:53 L'énergie lumineuse la plus faible pouvant être absorbée par un semi-conducteur est
06:58 appelée bande interdite.
06:59 Un semi-conducteur n'absorbe pas les photons dont l'énergie est inférieure à la bande
07:03 interdite, et l'énergie utile qui peut être extraite d'un photon ne dépasse pas
07:07 l'énergie de la bande interdite.
07:09 Cela signifie qu'une grande partie de l'énergie de la lumière du soleil est perdue lorsqu'elle
07:13 atteint une cellule solaire à jonction unique, et comme la bande interdite des perovskites
07:18 peut être facilement modifiée, il est possible d'empiler des couches de perovskite les
07:22 unes sur les autres qui sont chimiquement réglées pour absorber différentes parties
07:25 du spectre solaire.
07:26 On obtient ainsi une cellule solaire capable de produire de l'électricité à partir
07:31 d'une gamme plus large de longueur d'onde lumineuse, ce qui améliore le rendement de
07:35 la cellule.
07:36 Ainsi, lorsque vous empilez deux cellules solaires l'une sur l'autre, on appelle
07:39 cela un tandem ou une cellule solaire à jonction multiple.
07:43 Les tandems de perovskite convertissent donc une plus grande partie de l'énergie solaire
07:47 en électricité au lieu de la gaspiller en chaleur excessive.
07:51 Quels sont les pourcentages d'efficacité exactes dont nous parlons ici ? De manière
07:55 réaliste, les 30% sont réalisables, ce qui représente tout de même un bond substantiel
08:00 par rapport à ce que l'on peut voir sur le marché aujourd'hui.
08:02 La nature des perovskites permet des avantages de fabrication aussi.
08:06 Ainsi, moins de 1% du matériau d'une cellule en silicium est nécessaire pour absorber
08:10 toute la lumière du soleil.
08:12 En théorie, on peut donc économiser de l'argent, car sa production est beaucoup moins chère.
08:17 Son principal point négatif est sa durée de vie qui est plus courte que les panneaux
08:22 solaires traditionnels.
08:23 Néanmoins, ce nouveau matériau pourrait trouver un usage intéressant dans de nombreuses
08:27 industries comme les voitures, les drones, les montres solaires.
08:30 Le principal problème avant la production de masse est sa stabilité.
08:33 A l'heure actuelle, nous n'avons pas pu vérifier son efficacité dans le temps sous
08:37 des conditions climatiques extrêmes comme la canicule.
08:40 D'autant plus que la perovskite est réputée fragile et nécessite donc une protection
08:44 face aux contraintes environnementales.
08:46 Cependant, on observe que les entreprises Sol Technology et MicroQuanta Semiconductor
08:51 semblent sur le point de le commercialiser prochainement.
08:53 L'énergie solaire photovoltaïque est la technologie énergétique qui connaît la
08:57 croissance la plus rapide dans le monde aujourd'hui et elle est l'un des principaux candidats
09:01 à la production d'électricité sans carbone à l'échelle du terawatt au cours de notre
09:06 vie.
09:07 Cette nouveauté pourrait révolutionner ce secteur en profondeur à condition de tenir
09:11 toutes ses promesses.
09:12 Et voilà, nous sommes arrivés à la fin de notre sujet du jour.
09:18 Si vous avez apprécié cette vidéo, laissez-nous un petit pouce bleu.
09:22 Pour ne pas rater notre prochain sujet, n'hésitez pas à vous abonner à notre chaîne et n'oubliez
09:27 pas d'activer la cloche des notifications.
09:29 Merci d'être resté jusqu'à la fin de notre vidéo et à bientôt sur Attek !
09:33 [Musique]