Les énergies renouvelables, et tout particulièrement l’énergie solaire, sont souvent présentées comme le Saint Graal de la transition énergétique, en raison de l’efficacité des cellules solaires. Une avancée scientifique pourrait tout chambouler : une équipe internationale, avec des chercheurs de l’Université de Kyushu et de l’Université Johannes Gutenberg, affirme avoir franchi un obstacle longtemps considéré comme infranchissable en photovoltaïque : atteindre un rendement quantique de 130 %, rapporte Futura Sciences.
La chimie quantique qui change la donne
Le rendement des panneaux solaires classiques a longtemps été limité par la limite de Shockley-Queisser, autour de 33 %. Les cellules ne peuvent exploiter qu’une part des photons : les photons bleus, trop énergétiques, perdent leur surplus sous forme de chaleur, tandis que les photons infrarouges n’ont pas assez d’énergie pour activer les électrons. La chimie quantique propose des méthodes pour mieux tirer parti de ces photons.
Ici, la clé est la fission de singulet, un mécanisme quantique qui permet à un photon de générer deux excitons. En multipliant ainsi les excitons produits par photon, on limite la perte d’énergie auparavant inévitable.
Matériaux, technique et obstacles à franchir
La découverte s’appuie sur un mélange de matériaux innovants : le tétracène, une molécule organique qui facilite la fission de singulet, et un complexe métallique à base de molybdène, tout comme l’utilisation de nanoparticules d’or pour maximiser l’absorption solaire. Ce complexe, décrit comme un « émetteur à retournement de spin », fait office de piège capable de capturer ultra-rapidement les excitons générés. Cette capture précipitée est indispensable pour empêcher les interactions parasites, appelées transfert d’énergie par résonance de Förster (FRET), de détourner cette énergie.
Mais tout cela reste au stade des laboratoires. Les expériences ont été menées dans des solutions liquides. La grande question est donc de savoir comment transposer ces résultats dans un matériau solide et durable, en conservant les propriétés observées tout en rendant la technologie commercialisable.
