Les cellules solaires traditionnelles convertissent la lumière en électricité en exploitant l’effet photovoltaïque qui apparaît à la jonction de semi-conducteurs. Ce sont donc des dispositifs proches des transistors ou des circuits intégrés. Le semi-conducteur remplit simultanément les fonctions d’absorption de la lumière et de séparation décharges électriques résultantes. Pour que ces deux processus soient efficaces, les cellules doivent être fabriquées avec des matériaux de haute pureté. Leur production est par conséquent onéreuse, ce qui limite leur emploi pour la production d’électricité à grande échelle. Les cellules que nous avons découvertes dans le cadre de nos recherches fonctionnent selon un autre principe, qui différencie les fonctions d’absorption de la lumière et de séparation des charges électriques [1].
En imitant les principes utilisés par les plantes vertes dans la photosynthèse, nous avons développé une nouvelle cellule solaire qui réussit à récolter la lumière de façon très efficace par une couche moléculaire de sensibilisateurs attachée à la surface d’un film constitué par des nanocristaux d’un oxyde semi-conducteur de large bande interdite et ayant une grande rugosité [2]. De cette façon, il devient possible de convertir la lumière visible en courant électrique avec un rendement quantique externe proche de 100 %.
Au stade actuel, le rendement global de conversion d’énergie solaire en électricité est de 12,3 % [3]. Par leurs propriétés optiques uniques, ces cellules trouveront de nouveau créneaux d’application tels que la réalisation de vitres électrogènes pour le bâtiment. En vertu de leur bonne stabilité, de leur bas coût de production et de leur large domaine d’application, ainsi que de leur compatibilité avec l’environnement, ces cellules sont devenues des candidates crédibles pour une production d’électricité à grande échelle à partir du rayonnement solaire.
