Le Japon développe une batterie solaire qui « détecte

Une avancée technologique majeure dans le domaine des cellules solaires vient d'être annoncée au Japon : un prototype de dispositif permet de contrôler le courant généré par l'influence d'un champ magnétique externe. Au lieu d'utiliser une jonction p–n traditionnelle, la nouvelle cellule exploite l'effet photovoltaïque volumique dans une structure « empilée » entre deux matériaux : une couche semi-conductrice bidimensionnelle de MoS₂ et une couche de matériau magnétique de CrPS₄.

Illustration de l'effet photovoltaïque volumique contrôlé par le champ magnétique. Photo : Laboratoire Matsuda, Université de Kyoto.

Dans des conditions de luminosité normales, la batterie fonctionne comme une cellule photovoltaïque, convertissant la lumière en électricité. Lorsqu'un champ magnétique est appliqué à la surface de la batterie – par exemple en plaçant un aimant ou une bobine génératrice de champ à proximité de l'appareil – le courant change instantanément d'intensité, augmentant, diminuant ou s'éteignant complètement.

Cette fonctionnalité permet un réglage en temps réel de la puissance de sortie sans avoir besoin de composants de contrôle supplémentaires tels que des diodes ou des transistors.

Le procédé de fabrication consiste à exfolier mécaniquement les feuilles de MoS₂ et de CrPS₄ du cristal massif, puis à utiliser une technique de transfert à sec pour assembler précisément les deux couches dans une structure de van der Waals. Le dispositif fini est éclairé et ses propriétés électriques sont mesurées sous différentes intensités de champ magnétique.

Les résultats montrent non seulement que l’efficacité de conversion de la lumière est supérieure à la limite d’équilibre des cellules au silicium traditionnelles, mais également que le courant peut être contrôlé de manière flexible en modifiant simplement le champ magnétique.

L'avantage majeur de cette technologie réside dans sa simplicité et sa flexibilité de conception. Sans circuits de commande complexes, les panneaux sont fins, légers et faciles à plier pour être collés sur des surfaces vitrées, des toits ou même des boîtiers d'appareils mobiles.

Les applications potentielles incluent les capteurs auto-alimentés, le bois économe en énergie, le verre intelligent qui auto-régule l'énergie et de nombreux appareils Internet des objets qui nécessitent des batteries ultra-minces.

La technologie de contrôle du courant de champ magnétique promet également des performances améliorées en conditions de faible luminosité ou de fragmentation. L'association de l'effet photovoltaïque global et de la possibilité d'adapter les champs magnétiques ouvre la voie à des solutions pour surmonter les limites de performance des cellules photovoltaïques actuelles.

Le prototype est encore au stade de laboratoire, mais ses applications potentielles suscitent l'intérêt de nombreux instituts de recherche et entreprises internationaux. D'autres expériences porteront sur l'optimisation des matériaux, l'élargissement de la plage de températures de fonctionnement et de champs magnétiques, en vue d'une production à grande échelle dans les 5 à 10 prochaines années.

Au Vietnam, où la capacité solaire se développe rapidement, cette technologie pourrait apporter des avantages concrets. Les panneaux à commande magnétique s'intègrent facilement aux toits, aux fenêtres ou aux bornes de recharge mobiles. Lorsque le réseau décentralisé (réseau intelligent) doit équilibrer la puissance, les batteries peuvent se déconnecter automatiquement en cas de surplus ou augmenter leur capacité pour compenser la charge si nécessaire. Cela contribue à réduire les pertes de transmission et à améliorer la stabilité du système.

Non seulement limitées aux applications civiles, les batteries à commande magnétique conviennent également aux projets énergétiques destinés à la recherche, aux capteurs environnementaux ou aux drones autonomes nécessitant des sources d'énergie flexibles. La possibilité d'activer et de désactiver instantanément le courant grâce à des champs magnétiques promet de créer une génération de « super batteries » intelligentes, en phase avec les tendances mondiales en matière d'écologisation et de numérisation.

Une fois commercialisée, la technologie des cellules solaires à commande magnétique marquera un tournant dans le secteur des énergies renouvelables : des panneaux solaires passifs aux dispositifs énergétiques « actifs » interagissant avec l'environnement. C'est le prélude aux villes intelligentes, aux bâtiments autorégulés et à une série d'applications futures, contribuant à la construction d'un écosystème énergétique durable.

Source : https://khoahocdoisong.vn/nhat-ban-phat-trien-pin-nang-luong-mat-troi-nhan-dien-tu-truong-post1551512.html