Cette sphère capte 90 % de l’énergie du soleil grâce à des nanoparticules d'or

Les chercheurs multiplient les pistes pour améliorer la captation de l’énergie solaire. À Séoul, une équipe a mis au point un revêtement capable d’absorber un très large spectre du rayonnement solaire, ce qui était auparavant impossible. Cela pourrait conduire à des panneaux thermiques ou thermoélectriques nettement plus efficaces.

Les technologies actuelles ne permettent pas d’exploiter l’ensemble de l’énergie solaire qui atteint la surface de la Terre. Le rayonnement solaire se compose d’ultraviolets (3 à 5 %), de lumière visible (40 à 45 %) et de rayonnement infrarouge (50 à 55 %). Or, la plupart des dispositifs énergétiques ne captent qu’une partie de ce spectre. Une fraction importante de l’énergie solaire ne peut être ni convertie en électricité ni transformée en chaleur utile, et se dissipe simplement dans l’environnement.

Les cellules photovoltaïques convertissent principalement la lumière visible ainsi qu’une partie du proche infrarouge. Les technologies solaires thermiques parviennent à capter une portion plus large du spectre, mais elles ne sont toutefois pas exemptes de pertes. Les surfaces absorbantes réémettent une partie de l’énergie captée sous forme de rayonnement thermique.

C’est là qu’intervient donc cette nouvelle technologie que les scientifiques appellent les « supraballs ». Développée par une équipe de chercheurs de la KU-KIST Graduate School of Converging Science and Technology, en Corée, elle pourrait permettre de capter une part beaucoup plus importante du rayonnement solaire.

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Absorber jusqu’à environ 90 % du spectre solaire.

Cette technologie prend la forme d’un nouveau type de revêtement solaire. Elle est composée de minuscules sphères constituées de milliers de nanoparticules d’or qui s’assemblent spontanément pour former ces structures. Une fois déposées sur une surface, ces supraballs forment un film qui serait capable d’absorber jusqu’à 90 % du spectre solaire.

Le fonctionnement du système repose sur un phénomène propre aux nanoparticules d’or, appelé résonance plasmonique. Lorsqu’elles sont exposées à la lumière, les électrons présents dans ces particules se mettent à osciller. Ce phénomène permet de piéger et d’absorber efficacement l’énergie lumineuse sur une large gamme de longueurs d’onde.

Outre leur forte capacité d’absorption, ces structures présentent également l’avantage d’être relativement simples à produire, ce qui pourrait faciliter leur déploiement à grande échelle. Les chercheurs envisagent notamment leur utilisation dans les systèmes solaires thermiques et thermoélectriques, mais aussi dans des capteurs hybrides photovoltaïques-thermiques.