Comment l’étude des vitraux médiévaux permet d’améliorer les panneaux solaires

Nous évoluons dans un monde gourmand en énergie. Au quotidien, nous devons chauffer notre logement, recharger notre smartphone, nous rendre au travail, où nous utilisons machines et ordinateurs. Toutes ces activités engendrent un coût énergétique dont une part importante est encore assurée, à l’échelle mondiale, par des énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon). Mais, depuis quelques années, nous assistons à une lente transition vers des productions d’électricités décarbonées qui contribuent à réduire nos émissions de dioxyde de carbone, comme l’éolien ou le photovoltaïque.

Cette évolution s’accompagne de recherches visant à optimiser à la fois les processus de conversion d’énergie (amélioration des turbines et alternateurs ou des cellules solaires), et l’usage des matériaux qui sous-tendent ces processus. En amont des applications, il incombe donc aux chercheurs d’imaginer, de synthétiser, puis de vérifier les propriétés physiques de ces nouveaux matériaux qui seront utiles pour l’énergie.

Dans ce contexte, le déploiement de l’énergie solaire joue un rôle important, et l’installation de fermes solaires ou d’ombrières photovoltaïques sur des parkings est de plus en plus courante. En parallèle, même si la conversion de l’énergie solaire en électricité à l’aide de cellules photovoltaïques est connue depuis le milieu des années 1950, les efforts en vue d’améliorer son efficacité se poursuivent. Le matériau constituant le cœur d’une cellule est un semi-conducteur, par exemple le silicium, mais il en existe d’autres. En tout état de cause, ces semi-conducteurs ont tous une nature commune : leur propriété électrique change s’ils absorbent un rayonnement suffisamment énergétique, qui dépasse un certain seuil appelé le « gap ». C’est sur ce principe qu’ils sont utilisés pour produire de l’électricité.

Des vitraux médiévaux aux panneaux solaires nouvelle…