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Concept
Cellule solaire à pigment photosensible
Résumé
Une cellule solaire à pigment photosensible parfois appelée cellules Grätzel (en anglais, Dye-sensitized solar cell ou DSC) est un système photoélectrochimique inspiré de la photosynthèse végétale qui, exposé à la lumière (photons), produit de l’électricité. Elle est souvent désignée par l'acronyme dérivé de son appellation en anglais : dye-sensitized solar cell, DSC, DSSc voire DYSC). Les cellules Grätzel ont été nommées ainsi en référence à son concepteur, Michael Grätzel, de l’École polytechnique fédérale de Lausanne. Les pigments organiques sont aussi dénommés .
Les cellules à pigment photosensible ne sont pas actuellement les plus performantes du marché, mais elles peuvent être produites avec des matériaux à faible coût et pourraient bénéficier de progrès techniques et de conception. Elles présentent aussi l'avantage de pouvoir produire de l'énergie même sans ensoleillement direct voire sous un faible éclairage.
vignette|Edmond Becquerel, le découvreur de l'effet photovoltaïque.
Si la plupart des cellules photovoltaïques sont de nos jours en phase solide, l'effet photovoltaïque fut initialement découvert en 1839 par le français Edmond Becquerel dans un système liquide à base d'halogénure d'argent. Les halogénures d'argent étaient des composés très importants pour la photographie argentique ce qui motiva beaucoup de recherche. Un des problèmes dans ce domaine était que ces composés absorbent mal la lumière à grande longueur d'onde (vers le rouge du spectre visible), ce qui est dû à leur bande interdite. C'est dans ce contexte que fut introduit le concept de photosensibilisation : en ajoutant aux particules d'argent un pigment qui absorbe dans le rouge, les particules réagissent à une plus grande gamme de lumière. Ce principe fut très rapidement étendu aux cellules photoélectrochimiques.
Malgré les nombreuses tentatives, l'efficacité de ces cellules photovoltaïques restait limitée à moins de 1%. Un des principaux problèmes était que les chercheurs pensaient que le semi-conducteur devait avoir une surface lisse pour une efficacité optimale.
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