Dispositif photovoltaïque à colorant transparent et incolore convertissant le proche infra-rouge – VISION-NIR

Les cellules silicium couvrent actuellement 90 % du marché et sont aujourd’hui intégrées là où ses propriétés sont avantageuses (toitures de bâtiments et parcs solaires). Toutefois, le succès d’intégration du PV dans le mix énergétique est aussi conditionné par une diversification d’intégration des dispositifs qui nécessite le déploiement d’autres technologies pour le smart grid, le BIPV ou l’intégration autour du mobilier urbain. L’objectif de VISION-NIR est de concevoir des cellules à colorant convertissant non plus le domaine du visible mais celui du proche infra-rouge (NIR) afin d’ouvrir la voie vers du PV totalement transparent et incolore dans le visible. Pour réaliser ce projet ambitieux et apportant une rupture visible par rapport à l’état de l’art, le projet intègre trois tâches développement matériaux (WP1-3) et une tâche transversale de caractérisation (WP4): WP1 : le développement de nouveaux colorants NIR performants et stables, WP2 : la synthèse et l’optimisation d’un film mesoscopique semi-conducteur de nouvelle génération adaptée à ce type de colorant NIR, WP3 : le développement de couples redox incolores à un électron basés sur des complexes de fer (+III/+II) et de nickel (+IV/+III) et enfin le tout s’appuyant sur un arsenal d’outils spectroscopiques couvrant de la seconde / milliseconde par IMVS/IMPS pour déterminer les vitesses de transport électronique au sein de la photo-anode et de recombinaison des charges non-géminées avec le couple redox, jusqu’à la femto-seconde par spectroscopie d’absorption transitoire et également de luminescence qui permettront d’une part de quantifier très précisément les vitesses d’injection dans le semi-conducteur et de régénération du colorant avec le couple redox, d’apporter des éléments d’optimisation des matériaux et enfin d’aller plus loin dans la compréhension des mécanismes de séparation des charges photo-induites dans les nouveaux colorants NIR qui seront développés par le CEISAM dans le WP1. Le projet VISION-NIR ambitionne le développement de cellules DSSC transparentes et incolores possédant un rendement supérieur à 7 %, stabilité face aux conditions du protocole standard de vieillissement accéléré IEC61646, et une transmittance dans le visible supérieure à 75 %.