Projet de recherche PA/09 (Action de recherche PA)
Le projet SOLTEX vise le développement de cellules solaires organiques flexibles laminées sur du textile. La miniaturisation de l’électronique entraîne l’utilisation d’un nombre croissant de produits électroniques portables (GSM, ordinateur portable, etc.). Dans toutes ces applications, il faut pouvoir disposer d’une source d’énergie portable, qui est généralement assurée par des piles, ce qui n’est pas sans poser des problèmes. En effet, les piles sont en grande partie responsables du poids et du volume et l’utilisation piles dans des applications omniprésentes constitue une véritable menace pour notre environnement. Des sources d’énergie autonomes, réellement portables, qui diminueraient l’utilisation des piles sont donc recherchées. De plus, un tel produit serait également intéressant au niveau de la fourniture d’énergie dans des zones isolées au cours d’opérations humanitaires, d’actions de sauvetage etc. Le développement d’une source d’énergie légère, flexible et autonome cadre entièrement avec l’évolution actuelle de la société de communication. Il développerait également largement le champ d’application des télécommunications (GPS portable etc.). Il constituerait également la base d’une standardisation de l’électronique portable. Les cellules solaires sont des sources d’énergie autonomes qui fonctionnent dans de nombreuses situations. Les récents développements de semi-conducteurs organiques (également appelés ‘plastics’) et de l’électronique – qui ont mené au prix Nobel 2002 en mathématique permettent de fabriquer des cellules solaires organiques flexibles, minces et super légères. Ces atouts sont exactement ceux recherchés pour les applications visées.
La diversification dans l’industrie du textile occidentale (belge) est une nécessité afin de rester compétitifs à long terme. Une des possibilités est le développement de textiles fonctionnalisés. Un textile générateur d’énergie s’insère parfaitement dans cette stratégie. Le textile possède également toutes les caractéristiques pour être utilisé comme porteur de composants générateurs d’énergie, en particulier les cellules solaires. Il a été développé pour être porté, il est omniprésent, les surfaces sont grandes. La technologie textile et la technologie des cellules solaires organiques vont ensemble en ce qui concerne leurs processus de production: il s’agit de processus à basse température et sur rouleaux. Au niveau international, la Belgique occupe une place solide dans les textiles de pointe (9000 emplois dans 130 sociétés avec un volume d’affaires de 200 Meuro), dans l’électronique et dans le domaine des produits énergétiques, particulièrement les cellules solaires.
Dans le consortium, nous regroupons les centres de recherche et les groupes de recherche universitaires avec une réputation internationale dans les différents secteurs de cette étude multidisciplinaire. Le Comité d’utilisateurs est composé par les branches industrielles (film, mathématiques, textile, énergie photovoltaïque, électronique) s’intéressant à ce nouveau secteur.
Le travail du projet comprend deux volets. D’une part, nous nous attacherons au laminage des cellules solaires organiques sur du textile. Pour ce faire, nous partirons des cellules solaires organiques modernes, dont la technologie sera développée dans les laboratoires du consortium, et rechercherons les conditions et la technologie permettant ce laminage. D’autre part, nous soutenons l’évolution, encore à ses débuts aujourd’hui, de la technologie et des matériaux pour cellules solaires organiques vers l’application visée. Plus particulièrement, il faut augmenter l’efficacité de la cellule ainsi que sa durée de vie.
Pour ce faire, deux tâches de recherche spécifiques:
(1) développement, synthèse et implémentation de nouveaux matériaux électroniques organiques (cristaux liquides en forme de disques et co-polymères à base de fluorène et thiophène ) permettant une amélioration du transport de charge, de l’absorption de la lumière dans le rouge et de la stabilité;
(2) développement d’une technologie pour l’enveloppement des cellules solaires flexibles à l’aide de couches de polymères recouvrantes en guise de barrière contre la diffusion de la buée et de l’oxygène ainsi qu’en tant que filtre UV.
Les résultats attendus de cette recherche sont:
- Stimulation et mise en avant de la recherche et du développement en Belgique dans le domaine de l’électronique pour la société de l’information et du textile de pointe
- Génération de méthodes et techniques pour former la base d’une standardisation des sources d’énergie portables
- Protection de la propriété intellectuelle générée en visant la valorisation ; on peut s’attendre à une propriété intellectuelle originale dans le domaine des nouveaux matériaux et nouvelles technologies pour l’électronique organique et le textile fonctionnalisé
- Démonstration des possibilités des cellules solaires organiques flexibles sur du textile, d’abord pour le Comité d’utilisateurs, mais ensuite pour un public industriel et scientifique plus large.
Flexible, organic solar cells for power generating textiles SOLTEX : final report
Brussels : Federal Science Policy, 2007 (SP1829)
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