Les panneaux photovoltaïques d’intérieur (IPV) sont une technologie récente qui vise à convertir la lumière intérieure en électricité pour alimenter les appareils de l’Internet des objets (IoT). Ils sont particulièrement prometteurs car ils peuvent être utilisés pour alimenter en électricité des capteurs, des actionneurs et des dispositifs de communication sans avoir besoin de batteries ou de fils.
Le sélénium comme choix d’étude pour les panneaux photovoltaïques d’intérieur
Un des matériaux qui a été étudié (voir la source ici en anglais) pour cette application est le sélénium. Le sélénium a été utilisé pour fabriquer les premières cellules photovoltaïques solides au monde il y a environ 140 ans, mais sa capacité à le faire n’est pas très efficace lorsqu’on l’utilise sous la lumière du soleil, car il a un « gap de bande » (une mesure de sa capacité à absorber la lumière) trop large. Cependant, la lumière à l’intérieur des bâtiments est générée par des sources de lumière comme des LED et des lampes fluorescentes, et elle a un spectre d’émission (une mesure de la couleur de la lumière) qui correspond parfaitement au spectre d’absorption du sélénium. En utilisant une couche de matériau appelé tellure pour stabiliser le sélénium et améliorer l’adhérence entre le sélénium et le dioxyde de titane, on peut augmenter l’efficacité du panneau photovoltaïque à 15,1% sous une illumination intérieure de 1000 lux (un niveau de luminosité assez élevé).
De plus, ces panneaux ont une excellente stabilité et ne perdent pas d’efficacité même après 1000 heures d’utilisation continue à l’intérieur. Ils sont donc une option intéressante pour les panneaux photovoltaïques intérieurs, en particulier en termes de stabilité et d’efficacité par rapport aux panneaux photovoltaïques en silicium amorphe couramment utilisés.
A savoir : Le sélénium et le silicium sont deux matériaux couramment utilisés dans les panneaux photovoltaïques. Le sélénium a un bandgap plus large, ce qui le rend plus efficace pour absorber les longueurs d’onde de lumière plus longues, mais il a une efficacité de conversion en électricité relativement faible. Le silicium, en revanche, a un bandgap plus étroit et une efficacité de conversion en électricité plus élevée, mais il est plus coûteux à produire. Le choix entre le sélénium et le silicium dépend de l’application et des objectifs de performance et de coût.
Quels sont les avantages du sélénium pour les IPV ?
Le sélénium a également d’autres avantages pour les IPV. Il est peu toxique lorsqu’il est utilisé en petites quantités (comme c’est le cas pour les IPV), et il a été établi depuis de nombreuses années comme un élément essentiel pour l’homme qui est bénéfique pour le système immunitaire. Cela répond aux exigences des applications IPV, où les matériaux utilisés pour fabriquer les produits IoT sont strictement réglementés par la législation sur l’utilisation de substances dangereuses (RoHS). En outre, l’excellente stabilité intrinsèque du sélénium aux conditions ambiantes telles que l’oxygène et l’humidité assure une performance photovoltaïque stable dans les environnements intérieurs.
Il reste encore du travail à faire pour développer des IPV à base de sélénium sur une plus grande échelle et pour augmenter leur efficacité, mais ces résultats prometteurs montrent que le sélénium peut être un absorbeur attrayant pour les panneaux photovoltaïques d’intérieur. Cela pourrait ouvrir la voie à de nouvelles applications pour l’énergie photovoltaïque dans les environnements intérieurs et aider à répondre à la demande croissante d’énergie durable pour les appareils de l’IoT.
En utilisant l’énergie lumineuse disponible de manière efficace, les IPV à base de sélénium pourraient également contribuer à réduire la consommation d’énergie et à réduire les coûts énergétiques. En somme, les panneaux photovoltaïques d’intérieur à base de sélénium représentent une avancée prometteuse pour la production d’énergie durable dans les environnements intérieurs et pour l’alimentation des appareils de la domotique.
