Le photovoltaïque coloré sans pigment inspiré des ailes de papillon

Une équipe de recherche de l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire ISE a conçu des modules spéciaux inspirés des ailes de papillons

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Les systèmes photovoltaïques et solaires thermiques ne sont pas toujours beaux à regarder. A notre secours, arrive la Nature qui en termes de beauté a beaucoup à nous apprendre. Une équipe de recherche de l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire ISE a conçu des modules spéciaux inspirés des ailes de papillons.

Animaux gracieux et colorés. Les papillons sont souvent associés à la beauté. Inspiré du phénomène qui génère les nuances chatoyantes de bleu ou de vert dans les coulisses du papillon morpho, les scientifiques ont fait des dieux panneaux photovoltaïques pour la production d'électricité. À la base, il y a un mécanisme qui permet aux modules d'avoir une couleur vive et uniforme.

Produire de l'électricité à partir du soleil via systèmes photovoltaïques c'est une technologie qui est utilisée depuis un certain temps et somme toute à faible coût. L'apparence a également évolué avec les progrès de la technologie. Ils sont fabriqués en plaçant de nombreuses cellules solaires prises en sandwich entre une feuille de verre avant et une feuille arrière de polymère laminé. Comme il y a des espaces entre les cellules solaires, vous pouvez voir une partie de la feuille arrière. Habituellement, la couleur de fond est blanche et émerge entre les cellules solaires sombres.

Le photovoltaïque coloré sans pigment inspiré des ailes de papillon

Mais on peut complètement révolutionner leur esthétique, en les intégrant totalement à la surface sur laquelle ils seront installés. Ou on peut les rendre très colorées et un véritable élément de mobilier urbain. Et c'est ce que visaient les scientifiques allemands.

« Que vous souhaitiez de beaux tons clairs ou des gris plus discrets, vous pouvez concevoir la couleur du module solaire pour qu'il s'harmonise avec le bâtiment sur lequel il sera monté », expliquent les créateurs.

Non seulement beau, mais aussi efficace

Malgré les diverses améliorations, le "look" des modules photovoltaïques n'est pas encore très en vogue mais il est important d'utiliser cette technologie pour produire de plus en plus d'énergie propre et réduire l'utilisation des sources fossiles. Pour cela, des chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire ISE à Fribourg ont développé des modules colorés et visuellement attrayants qui peuvent être intégrés de manière presque invisible dans les bâtiments et peuvent même apporter la touche finale à des bâtiments plus modernes.

"L'idée derrière ce développement n'était pas de colorer le verre de protection des modules avec des pigments, mais d'imiter l'effet physique des ailes de papillon",

explique le Dr. Thomas Kroyer, responsable du groupe technologies et systèmes de revêtement. Si le verre était recouvert de pigments, les modules perdraient une partie de leur efficacité car la lumière ne pouvait plus pénétrer sans obstacles. Au lieu de cela, selon les chercheurs, environ 93 % de la lumière du soleil peut pénétrer dans la structure spéciale de la surface.

Tout cela grâce au papillon morpho bleu

L'aile irisée brillante des papillons morpho bleus (Morpho menelaus) bénéficie d'une particularité très particulière. Ces insectes, originaires de la forêt tropicale humide d'Amérique centrale et du Sud, créent l'impression de couleur par un effet d'optique et non de pigments. Les ailes de ce papillon ont une texture de surface extrêmement fine qui reflète une gamme étroite de longueurs d'onde spécifiques, à savoir une certaine couleur.

De même, les experts du Fraunhofer ISE ont appliqué une structure de surface et un revêtement similaires à l'arrière du verre de protection des modules photovoltaïques. Selon la personnalisation du revêtement, le verre de protection peut être réalisé, par exemple, en bleu, vert ou rouge.

Les modules seront exposés au salon BAU, qui se tiendra en ligne du 13 au 15 janvier 2021. Un capteur solaire thermique avec revêtement MorphoColour est également exposé.

"Il y a un réel avantage car les deux produits peuvent être fournis à partir d'une seule ligne de production", expliquent les scientifiques. « À l'avenir, il sera possible d'avoir des modules photovoltaïques et solaires thermiques de la même couleur, montés presque invisiblement les uns à côté des autres sur le toit ou la façade. Lorsque la couleur est assortie au reste du bâtiment, le résultat est un mur extérieur avec une finition parfaitement uniforme et une façade qui fournit de l'électricité ainsi que de la chaleur. En ce sens, les futures habitations peuvent être esthétiques en fournissant plus d'énergie qu'elles n'en consomment ».

Sources de référence : Fraunhofer