Lorsque Carl Leo regarde les rangées de maisons, la première chose à laquelle il pense est le potentiel. "Il faut avoir de l'énergie solaire sur presque tous les toits", a-t-il déclaré. Mais le professeur de physique de la Technische Universitat Dresden sait aussi à quel point c'est difficile.
Le toit présente une courbe ou un angle et les fenêtres ne peuvent pas être masquées. "Cela rend inutilisable une grande partie de l'espace précieux", explique Leo, l'un des principaux spécialistes de la technologie des cellules solaires.
Les règles relatives à l'installation d'équipements solaires dans les nouveaux bâtiments de tous les Länder allemands sont désormais renforcées à des degrés divers en raison du projet du pays de passer à l'électricité verte d'ici 2035. La « loi allemande sur les énergies renouvelables » stipule que la capacité photovoltaïque installée cumulée de l'Allemagne en 2030 devrait atteindre 215 gigawatts. C'est pourquoi, selon le plan stratégique photovoltaïque du ministère fédéral de l'Économie, la nouvelle capacité photovoltaïque doit être triplée, passant de 7 gigawatts en 2022 à 22 gigawatts par an.
Atteindre ces objectifs nécessite plus d’espace. Les scientifiques ont développé un nouveau type de panneau solaire qui promet de résoudre ce problème : les cellules solaires organiques. Les cellules solaires organiques minces et pliables ne sont pas constituées de silicium mais d’hydrocarbures. Les possibilités sont infinies.
Les caractéristiques statiques des toits, des carrosseries et des ailes d’avion courbes ne sont pas encore adaptées à l’installation de composants traditionnels en silicium. Les nouvelles cellules solaires flexibles peuvent non seulement être utilisées dans ces endroits, mais peuvent même être installées sur des murs-rideaux en verre et des fenêtres, car elles n'absorbent qu'une partie de la lumière visible.
Le faible taux de conversion est la principale raison pour laquelle les cellules solaires organiques, qui présentent de nombreux avantages, n'ont pas été largement utilisées. Les modules conventionnels en silicium peuvent convertir 20 % de l'énergie solaire en électricité, tandis que les cellules solaires organiques ont un taux de conversion de seulement 9 %.
La région peut produire des cellules solaires à moindre coût et dispose également de grandes quantités de terres rares nécessaires à la production de cellules solaires traditionnelles. Les cellules solaires organiques ne nécessitent pas de telles matières premières. Cette nouvelle façon d’obtenir de l’énergie devrait ramener une partie de l’industrie solaire en Allemagne.
"Pour être compétitifs, soit nous avons des coûts de production inférieurs, soit nous disposons de brevets et de technologies", explique M. Leow. Les batteries organiques pourraient être la réponse. "Nous possédons les connaissances et les brevets de base pratiques en matière de matériaux, de composants et de technologies de fabrication", a-t-il ajouté.
Leau a appelé à davantage de financement pour la recherche afin d'accélérer le développement de l'Allemagne dans ce domaine. "Nous pourrions faire beaucoup plus si les projets de recherche étaient mieux soutenus", dit-il.
Leo travaille depuis les années 1990 sur les cellules solaires organiques à l’Université technique de Dresde. En plus de lui, une trentaine d’entreprises et des dizaines d’instituts de recherche du monde entier mènent également des recherches pertinentes. En 2006, le physicien fonde Heliatek avec cinq autres scientifiques de l'Université technique de Dresde et de l'Université d'Ulm. L'entreprise produit en masse des cellules solaires organiques depuis 2019 et est le leader mondial du marché dans ce domaine.
L'entreprise compte parmi ses clients le groupe allemand E.ON Energy, ainsi que le géant technologique sud-coréen Samsung et des entreprises de France, d'Espagne, de Grande-Bretagne, de Singapour et du Japon. Guido Van Tatvek, directeur d'Helia Technologies, affirme que la demande augmente particulièrement fortement en provenance d'Asie du Sud-Est.
