Face à l'urgence climatique, il devient indispensable de repenser la façon dont nous produisons et consommons l'énergie. Les technologies durables, comme l'énergie solaire photovoltaïque, jouent un rôle clé dans cette transition vers un avenir plus respectueux de l'environnement. Pour être efficaces, les panneaux solaires doivent capter le plus de lumière possible. Cela pose un vrai défi pour certaines utilisations, comme dans les vitres, les façades de bâtiments ou les installations agricoles, où il faut à la fois laisser passer la lumière et produire de l'électricité. Trouver le bon équilibre entre transparence et performance énergétique est donc essentiel pour développer des solutions adaptées à ces nouveaux usages.
Une équipe du
CEA-Irig (SyMMES/STEP), dirigée par Renaud Demadrille, a développé des colorants photochromiques innovants, utilisés dans des cellules solaires dites « à colorant » (DSSC). Ces colorants permettent de créer des cellules solaires à transparence variable. Ce sont des molécules capables de changer de couleur en fonction de la lumière : elles restent transparentes lorsque la luminosité est faible et s'assombrissent automatiquement en plein soleil. Intégrées aux cellules solaires, elles permettent à la fois de produire de l'électricité et d'adapter la transparence sans aucun système de contrôle externe. Le résultat est une cellule solaire multifonction, capable de s'autoréguler pour optimiser la production d'énergie tout en laissant passer la lumière quand c'est nécessaire.
Inspection d’une cellule solaire photochrome après fabrication © CEA-Irig/SyMMES
Grâce à l'ingénierie moléculaire, l'équipe a perfectionné ces colorants afin qu'ils réagissent plus rapidement à la lumière, en passant plus vite de l'état transparent à l'état coloré, et inversement. Ils offrent aussi un meilleur rendu des couleurs, ce qui améliore le confort visuel. Ces avancées montrent qu'il est possible de réunir deux fonctions habituellement difficiles à combiner, le changement de couleur sous l'effet de la lumière (photochromisme), et la production d'électricité (photovoltaïque) dans un seul et même matériau. C'est une étape importante vers le développement de fenêtres intelligentes capables de s'adapter à la lumière tout en produisant de l'énergie, pour les bâtiments et infrastructures du futur.
L'ensemble de ces travaux, réalisés ces 5 dernières années, sont ainsi récompensés avec le « Materials Chemistry Horizon Prize » 2025 de la Royal Society of Chemistry pour l'équipe de Renaud Demadrille et ses collaborateurs de l'Université Pablo de Olavide en Espagne, de la compagnie Solaronix en Suisse et de l'Université de Picardie en France.
