Le revêtement de fenêtre innovant isole la chaleur et génère de l'électricité

• Une technique unique de revêtement des fenêtres peut améliorer l'efficacité énergétique d'un foyer moyen. 
• Les panneaux photovoltaïques semi-transparents sont des films légers et colorés capables de transformer les fenêtres en isolants thermiques et en générateurs d'électricité. 

La tendance à la construction respectueuse de l'environnement, souvent appelée construction verte, a accru la popularité des revêtements de fenêtre avancés qui réduisent les coûts de climatisation ou de chauffage en bloquant le rayonnement inutile du soleil.

La pratique de la construction écologique complète les préoccupations traditionnelles de conception de bâtiments en matière d'utilité, de durabilité, d'économie et de confort. Ils ont inspiré les ingénieurs et les chercheurs à développer de fines cellules solaires transparentes qui pourraient transformer les fenêtres en petits générateurs d'électricité.

Ne serait-il pas incroyable si ces deux caractéristiques pouvaient être combinées en un seul matériau compatible avec les fenêtres ? Aujourd’hui, une équipe d’ingénieurs en matériaux en Chine a accompli la même chose. Ils ont mis au point une technique de revêtement unique pour améliorer l'efficacité énergétique d'un foyer moyen.

Photovoltaïque organique semi-transparent

Les feuilles de fenêtre commerciales à contrôle thermique sont constituées de silicium photovoltaïque, qui sont appliqués à l'extérieur ou à l'intérieur de la fenêtre en verre pour réduire la quantité de lumière visible, ultraviolette et infrarouge provenant du soleil. Cependant, ils n'offrent pas d'excellentes performances en raison de leur lourdeur et de leur aspect terne.

Au lieu de simplement appliquer le revêtement des fenêtres avec des cellules solaires transparentes, les scientifiques ont construit des panneaux photovoltaïques semi-transparents :ce sont des films légers et colorés capables de transformer les fenêtres en isolants thermiques et en générateurs d'électricité.

Ils ont en outre introduit un réflecteur de Bragg distribué sur le dessus de la feuille de silicium pour réfléchir sélectivement la lumière proche infrarouge tout en conservant une transparence décente pour les longueurs d'onde visibles. Cela maximise l'isolation thermique sans sacrifier la production d'électricité et les propriétés optiques du photovoltaïque organique.

Référence :ScienceDirect | est ce que je:10.1016/j.joule.2018.06.006

Il filtre les longueurs d'onde infrarouges (responsables du chauffage), tout en laissant passer la lumière visible et en récupérant l'énergie des rayons proche infrarouge provenant du Soleil.

Photovoltaïque organique semi-transparent multifonctionnel 

Les photovoltaïques organiques semi-transparents sont capables de générer plus de 6 % d'efficacité de conversion d'énergie avec 25 % de transmission de lumière visible élevée et plus de 80 % de taux de rejet du rayonnement infrarouge.

Résultats attendus

Selon les chercheurs, l'installation de fenêtres dotées de doubles propriétés d'isolation thermique et de production d'électricité pourrait réduire de plus de 50 % la dépendance d'un ménage moyen aux sources d'électricité.

Les chercheurs ont également démontré que ces panneaux photovoltaïques organiques peuvent être fabriqués sur de minces substrats plastiques comme le polyéthylène naphtalate. Par rapport aux systèmes photovoltaïques à base de verre, les dispositifs flexibles à base de naphtalate présentent une valeur de facteur de remplissage réduite en raison d'une transmission moindre et d'une résistance de feuille plus élevée des substrats en polyéthylène naphtalate. Cependant, l'efficacité de conversion de puissance et la transmission visible moyenne étaient toujours maintenues à 6 % et 23 %.

Lire :Les cellules solaires organiques peuvent générer de l'électricité grâce à des électrons se déplaçant rapidement

L'efficacité peut être encore améliorée en utilisant les meilleurs systèmes photovoltaïques organiques disponibles. Ces matériaux de revêtement de fenêtres en sont encore à leurs balbutiements, mais les chercheurs pensent qu'ils ouvriront bientôt de nouvelles portes pour une variété d'applications.