La Chine propulse l’énergie photothermique à 67 % d’efficacité, une première.
Une conversion de lumière en chaleur à 67 %, une production de tension multipliée par 3,75, et une stabilité thermique bluffante : bienvenue dans l’ère des cocrystaux photothermiques, la nouvelle frontière des panneaux solaires ! Grâce à une avancée menée par des chercheurs chinois, le solaire organique sort enfin du labo avec des performances capables de rivaliser avec le silicium.
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La Chine prépare la plus grande révolution des panneaux solaires depuis leur création avec un nouveau composant organique
À la croisée de la chimie organique et de la physique des matériaux, une équipe regroupant des chercheurs de Nanchang, Nanjing et Soochow a mis au point un cocrystal radicalaire photothermique nommé CBC, pour coronene-Br₂NDA cocrystal.
Sur le plan moléculaire, c’est une alliance entre deux composants :
- le coronène, un hydrocarbure aromatique planaire très absorbant,
- le Br₂NDA, un accepteur d’électrons radicalaire.
Ensemble, les 2 composants s’organisent en micro-aiguilles cristallines via une simple méthode en solution pour un cristal à la fois stable, absorbant et terriblement efficace pour convertir la lumière en chaleur. C’est sans doute assez nébuleux pour vous mais restez ! On vous explique tout.
86 °C en quelques secondes
Le taux de conversion photothermique désigne l’efficacité avec laquelle un dispositif capte le rayonnement solaire et le transforme directement en énergie thermique (chaleur). Il s’exprime par le rapport entre l’énergie thermique utile récupérée et l’énergie solaire incidente reçue sur la surface du capteur, généralement en pourcentage. Dans le cas présent, des tests sous une lumière proche de l’infrarouge (808 nm) ont fait grimper la température du cristal à 86 °C en quelques secondes pour un taux de conversion photothermique à 67,2 %. Ce chiffre place ce matériau parmi les plus performants jamais enregistrés dans sa catégorie !
Quand la lumière fait jaillir 375 % d’énergie en plus
Les tests en labo ont beau être intéressant sur le papier, faut-il encore que ces mêmes résultats soient obtenus en conditions “réelles”. Pour tester le cristal, les scientifiques l’ont intégré dans une résine transparente pour créer une encre photothermique. Cette encre a ensuite été appliquée à la surface d’un générateur thermoélectrique classique.
Sous une lumière équivalente à deux soleils (irradiation solaire simulée), la température est montée à 70,3 °C, et le voltage de sortie a bondi à 209 mV, contre seulement 56 mV sans revêtement.
Soit une augmentation de 375 % !
C’est un tremplin vers des générateurs solaires thermoélectriques embarqués dans des objets connectés, des vêtements, voire des capteurs autonomes dans des zones sans réseau.
Une autre application intéressante pour les système de communication
Autre surprise : les chercheurs ont utilisé leur cristal pour moduler un faisceau laser et transmettre des signaux en infrarouge proche. Le système, simple mais ingénieux, a permis de coder et décoder du morse par variations de lumière.
Cela ouvre la porte à des applications de communication sans contact, notamment pour :
- l’électronique portable sécurisée
- les systèmes de transmission discrets
- les dispositifs biomédicaux intelligents
En combinant absorption optique étendue, conduction thermique rapide et structure stable, le CBC devient un outil multifonction compact et adaptable, à la fois capteur, récepteur et transmetteur.
Augmentation de la production à échelle industrielle envisageable
La synthèse du CBC se fait à température ambiante, dans une simple solution. Cela signifie que la production peut être étendue à échelle industrielle sans coûts astronomiques.
Pour des dispositifs solaires portables, des capteurs environnementaux ou des textiles intelligents, c’est une opportunité à saisir. Et comme l’efficacité du CBC dépasse celle de la majorité des matériaux photothermiques organiques connus, il pourrait devenir la norme dans le solaire thermogénérateur léger et flexible.
La Chine va renforcer son hégémonie mondiale sur les panneaux solaires
La Chine détient une position hégémonique dans le secteur des panneaux solaires, produisant environ 80 à 90 % des cellules photovoltaïques mondiales. Cette suprématie est le fruit d’investissements massifs, d’une politique industrielle étatique ambitieuse et d’une capacité de production à faible coût, notamment grâce à l’accès au polysilicium et à une main-d’œuvre compétitive. En 2023, les exportations chinoises de panneaux solaires ont atteint des niveaux records, représentant une part dominante du marché mondial. Cette domination impose une forte dépendance des autres pays envers la Chine pour l’approvisionnement en matériel solaire. Cependant, cette position est aussi source de tensions internationales, avec des accusations de surcapacité et de dumping.
Source :
Sheng Zhuo, Yu Dong Zhao, Yan-Xin Liu, Yun Rong, Yi-Yi Ju, Lin-Feng Gu, Si-Qi Chen, Liang Wang, Wangkai Jiang, Zuo- Shan Wang, Ying-Shi Guan, Huiting Fu, Weifan Chen, Ming-Peng Zhuo, Qingdong Zheng, Liang-Sheng Liao, Radical-Activable Charge-Transfer Cocrystals for Solar Thermoelectric Generator toward Information Conversion, National Science Review, 2025;, nwaf121, https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf121
