Une nouvelle cellule solaire à base de pérovskite a été développée pour produire de l’électricité sous l’eau. Le principal problème des pérovskites, qui peuvent être moins coûteuses, flexibles et très efficaces par rapport au silicium, est leur dégradation rapide, notamment sous l’effet de l’humidité. Cependant, leur capacité à être adaptées à différentes longueurs d’onde leur permet d’exploiter la lumière sous-marine que les panneaux en silicium ne peuvent pas utiliser. La faible luminosité et la fraîcheur de l’environnement peuvent également prolonger la durée de vie de la cellule.
Pour accroître sa durabilité, les chercheurs ont utilisé un additif à base de chlorhydrate de polyhexaméthylène guanidine. Cette substance a formé une couche hydrofuge tout en favorisant la croissance de cristaux plus grands, en limitant le déplacement des ions et en améliorant la production d’électricité. Lors de tests simulant la lumière à environ 10 mètres de profondeur, la cellule a converti près de 35 % de l’énergie lumineuse en électricité, alors que le rendement des panneaux en silicium se situe généralement autour de 20 %.
Le panneau doté de couches protectrices a conservé 99,6 % de son rendement initial après environ 40 jours dans l’eau de mer. Les chercheurs ont calculé qu’il pourrait fonctionner pendant 5,5 ans avant que son rendement ne tombe à 80 %. Relié à un petit véhicule dans la mer de Chine méridionale, le panneau a rechargé des piles bouton pendant plusieurs heures à des profondeurs de 2, 6 et 10 mètres. À 2 mètres, les vagues faisaient fluctuer la production, tandis qu’en profondeur, la lumière était plus stable mais plus faible. À 10 mètres, la production d’énergie était légèrement inférieure au quart de celle enregistrée à 2 mètres. Il est indiqué que cette conception pourrait être utilisée dans les systèmes énergétiques marins autonomes et les infrastructures sous-marines de l’Internet des objets.
Pourquoi est-ce important ?
Cette approche offre une solution permettant de répondre in situ aux besoins énergétiques des petits véhicules sous-marins et des infrastructures de l’Internet des objets. La possibilité d’adapter les pérovskites à différentes longueurs d’onde permet de faire de la lumière sous-marine, que les panneaux en silicium ne peuvent exploiter, un domaine d’utilisation distinct. Le fait que l’additif et les couches protectrices limitent à la fois la dégradation due à l’humidité et le déplacement des ions répond directement au principal problème de durabilité de la technologie. Toutefois, l’essai sur le terrain n’ayant duré que quelques heures et le test en eau de mer environ 40 jours, il reste à déterminer si la durée de vie estimée à 5,5 ans sera confirmée en conditions réelles d’utilisation. La diminution de la production avec la profondeur constitue également l’une des principales limites déterminant quels appareils pourront être alimentés par ce système.