Des panneaux solaires imprimés aident une Tesla Model 3 à faire le tour de l’Australie

Les voitures ne peuvent pas fonctionner indéfiniment à l’énergie solaire, du moins pas les voitures normales utilisant la technologie d’énergie solaire d’aujourd’hui. En effet, les meilleures cellules photovoltaïques d’aujourd’hui, même si elles couvraient tout l’extérieur d’une voiture, ne sont pas assez efficaces pour créer l’énergie nécessaire au fonctionnement de la voiture. Cela a donc attiré notre attention lorsqu’une équipe de l’Université de Newcastle a annoncé son intention de conduire une Tesla Model 3 autour du périmètre de l’Australie en utilisant uniquement l’énergie solaire, à partir de panneaux solaires imprimés fabriqués à partir de bouteilles d’eau recyclées et d’encre photovoltaïque.

La première chose à savoir est que ces panneaux solaires ne font pas partie de la voiture. Au contraire, le panneau solaire mesure 60 pieds de long, mais il est très léger et suffisamment flexible pour être enroulé et transporté dans le coffre du modèle 3. On dit que ce réseau est capable de recharger la Tesla après six heures de cuisson sous le soleil australien, c’est ainsi que le modèle 3 prévoit de passer 84 jours à parcourir 9 400 miles à travers le continent, tout en s’arrêtant dans quelque 70 écoles pour susciter l’intérêt pour STEM sujets et propager l’évangile des énergies renouvelables.

Le concept d’impression de cellules solaires est en fait lancé depuis plus d’une décennie. En 2011, le MIT proposait de déposer des cellules photovoltaïques sur du papier, des textiles et même des emballages alimentaires en plastique, mais ce processus d’impression à la vapeur devait être effectué sous vide et les connexions électriques ne toléraient pas beaucoup de flexion. Il fait plus ensoleillé en Australie que Boston, cependant, et le Victorian Organic Solar Cell Consortium y expérimente des encres semi-conductrices depuis 2007, en les appliquant par pulvérisation, gravure inversée et revêtement par teinture à fente, ainsi que par sérigraphie. Et ils ont imprimé sur du plastique, sans vide, à peu près de la même manière que l’Australie a été la première à imprimer sa monnaie en plastique en 1988.

Les cellules photovoltaïques à base de silicium à la pointe de la technologie d’aujourd’hui sont efficaces à environ 25 % pour transformer l’énergie lumineuse des photons en électrons. Ces capteurs solaires à base d’encre semi-conductrice convertissent l’énergie solaire en énergie électrique avec une efficacité de plus de 2%, bien que les gens de l’Université de Newcastle estiment qu’une efficacité de 4% est à portée de main.

L’impression sur du plastique polyéthylène téréphtalate (PET) et le recouvrement de la surface imprimée avec une autre couche de PET signifie que les panneaux solaires imprimés sont extrêmement flexibles, mais ils ne durent pas très longtemps. L’équipe de Newcastle affirme que ses panneaux ont une durée de vie utile d’un à deux ans, bien qu’un développement ultérieur puisse améliorer quelque peu la longévité. Et en utilisant la technologie électronique organique, les panneaux devraient être entièrement renouvelables, réutilisables (si les couches de PET peuvent être séparées), facilement recyclables.

Vous payez pour ce que vous obtenez. La plupart des dépenses des panneaux solaires de toit typiques d’aujourd’hui consistent à traiter le silicium qui contient le matériau photovoltaïque. Sans tranches de silicium, les matières premières pour l’impression des cellules solaires sont extrêmement bon marché. Il n’y a rien d’exotique dans le processus de production non plus – les cellules peuvent être imprimées à 33 pieds par minute – donc l’équipe de l’Université de Newcastle estime que les panneaux solaires imprimés peuvent être produits pour environ 0,66 $/pied carré. Cela signifie que l’énergie qu’ils produisent coûte 0,62 $ par kilowattheure.

Les scientifiques disent qu’il sera éventuellement possible d’imprimer de l’encre semi-conductrice photovoltaïque sur une vaste gamme de surfaces et de matériaux (même l’acier), ce qui rend possible des rideaux solaires, des stores et peut-être même des fenêtres en utilisant de l’encre photovoltaïque partiellement transparente. Mais il est encore trop tôt pour s’attendre à ce qu’un véhicule de la taille et de la forme des voitures d’aujourd’hui, propulsé par les moteurs d’aujourd’hui, puisse conduire toute la journée sans s’arrêter au moins pour se recharger un peu à l’énergie solaire.