En utilisant des nanosphères d’or conçues pour capter la lumière sur tout le spectre solaire, des chercheurs de l’Université de Corée ont fait un pas en avant vers la réduction des obstacles à une récolte d’énergie renouvelable plus efficace et plus rentable.
Les scientifiques explorent des matériaux qui absorbent la lumière sur tout le spectre solaire pour améliorer la récupération de l’énergie solaire.
Les nanoparticules d’or et d’argent ont été suggérées comme solution car elles sont faciles et rentables à fabriquer, mais l’absorption lumineuse actuelle des nanoparticules est limitée aux longueurs d’onde visibles.
Pour capturer des longueurs d’onde supplémentaires, y compris la lumière proche infrarouge, Seungwoo Lee, chercheur à l’Université de Corée, et ses collègues proposent d’utiliser des supraballes en or auto-assemblées.
Ces structures sont constituées de nanoparticules d’or qui s’agglutinent et forment de minuscules sphères.
Le diamètre des supraballes a été ajusté pour maximiser l’absorption des longueurs d’onde présentes dans la lumière du soleil.
Les chercheurs ont d’abord utilisé des simulations informatiques pour optimiser la conception de supraballs individuels et prédire les performances des films supraballs.
Les résultats des simulations ont montré que les supraballes devraient absorber plus de 90 % des longueurs d’onde de la lumière solaire.
Ensuite, les scientifiques ont créé un film de supraballes d’or en séchant une solution liquide contenant les structures à la surface d’un générateur thermoélectrique disponible dans le commerce, un dispositif qui convertit l’énergie lumineuse en électricité.
Les films ont été créés dans des conditions ambiantes – aucune salle blanche ni température extrême n’est requise.
Lors de démonstrations avec un simulateur solaire à LED, le générateur thermoélectrique à revêtement supraball avait une absorption solaire moyenne d’environ 89 %, soit près de deux fois celle d’un générateur thermoélectrique doté d’un film conventionnel constitué de nanoparticules d’or uniques (45 %).
« Nos supraballes plasmoniques offrent un moyen simple de récolter l’intégralité du spectre solaire », a déclaré le Dr Lee.
« En fin de compte, cette technologie de revêtement pourrait réduire considérablement les obstacles aux systèmes solaires thermiques et photothermiques à haut rendement dans les applications énergétiques réelles. »
Les travaux de l’équipe apparaissent dans la revue ACS Applied Materials & Interfaces.
