Des chercheurs de l’Université de Michigan ont trouvé une nouvelle façon d ‘aider les cellules photovoltaïques à tracker le soleil en s’inspirant de l’art japonais, le Kirigami. Résultat : le mimétisme de structure de cet art du découpage pourrait augmenter de 36% l’efficience énergétique de nos panneaux solaires pour le résidentiel. Explication dans le MIT Technology Review.

La genèse du projet

L’idée de Max Shtein, professeur en « sciences des matériaux « et ingénieur à l’Université du Michigan qui a mené l’étude, était de résoudre un des principaux problèmes actuel de l’énergie solaire: le positionnement du panneau photovoltaïque. Il doit en effet suivre l’orientation du soleil qui varie constamment, tel le mécanisme d’une horlogerie, tout au loin de la journée et de l’année. L’objectif ? Utiliser comme levier d’innovation et de création de valeur, la compréhension des mécanismes physiques, autrement dit la démarche « Materials by Design », pour augmenter de façon substantielle la production d’énergie solaire dans le résidentiel.

Le principe et fonctionnement

Pour ce faire, l’art de la découpe du papier du kirigami, tout en flexibilité et aux formes souvent tridimensionnelles, leur a permis de mettre au point une structure de cellules solaires donnant un relief modulable. La matière utilisée devait être souple pour le pliage. Et la solution s’est dirigée vers le film de polymère à base d’imide, une matière capable d’imiter une coupe de l’ensemble de la structure en forme de treillis grâce à la découpe laser.

« L’application d’une coupe spécifique kirigami permet de créer des bandes dans une cellule solaire. En tirant les deux extrémités dans des directions opposées, les bandes s’inclinent et adoptent un angle spécifique. L’ensemble de la structure se transforme sans que les bandes individuelles jettent une ombre sur les bandes voisines, et que l’ondulation ne porte atteinte à la performance », explique Max Shtein.

Résultat de l’expérience : c’est un design qui augmenterait de 36% le rendement des cellules solaires par rapport aux panneaux solaires fixes. Une innovation qui pourrait ainsi éviter l’utilisation de suiveurs, plus lourds, plus encombrants et moins efficients.

Pour en savoir plus, c’est ici dans l’article du MIT Technology Review.