Une équipe de recherche hollandaise-australienne a développé un dispositif de concentrateur solaire luminescent (LSC) de 1 cm3 équipé de cellules photovoltaïques bifaciales en silicium à 20 % d'efficacité qui peuvent être utilisées et assemblées dans une variété de configurations en mosaïque.

Ces dispositifs photovoltaïques LSC en mosaïque peuvent être utilisés pour rendre l'énergie solaire omniprésente dans les environnements urbains, ce qui nécessite la fabrication de dispositifs visuellement attrayants pouvant fonctionner dans des conditions d'éclairage difficiles dans les villes.

Par conséquent, en développant ce dispositif photovoltaïque LSC en mosaïque coloré et visuellement attrayant, on peut accélérer l'acceptation générale de l'énergie solaire dans l'environnement bâti, même avec des dispositifs inefficaces. Le dispositif photovoltaïque LSC proposé prend en charge les surfaces colorées, la transparence et offre des degrés de liberté, offrant de nombreuses possibilités de conception pour améliorer la fonctionnalité et l'expérience globales du photovoltaïque dans les produits de consommation, les environnements bâtis et les transports.
Les LSC sont couramment utilisés comme dispositifs photoniques pour la production de produits chimiques fins dans les photomicroréacteurs, pour contrôler l'entrée de la lumière dans les espaces des fenêtres dynamiques "intelligentes" et pour distribuer une lumière de couleur adaptée pour favoriser la croissance des plantes dans les serres. Ils peuvent également être utilisés pour augmenter l'efficacité des panneaux solaires. Les LSC sont composés de matériaux luminescents, également appelés luminophores, qui sont des groupes de molécules qui émettent de la lumière lorsqu'elles sont éclairées.
Ces matériaux peuvent être enduits à la surface d'un polymère ou d'une feuille de verre ou utilisés comme dopant pour un polymère ou une feuille de verre, agissant comme un guide de lumière qui capte une longueur d'onde de la lumière solaire directe et indirecte et la réémet à une certaine longueur d'onde. longueurs d'onde plus longues. Appliqués au photovoltaïque, les luminophores sont capables de capter des photons de haute énergie que les panneaux photovoltaïques ne peuvent pas absorber et de les réémettre sous forme de photons.
Les scientifiques ont inséré des cellules solaires bifaciales entre des éléments LSC individuels et ont créé un motif d'éléments LSC en mosaïque cubique. Ils disent que cette conception augmente la surface supérieure disponible de la cellule solaire par unité de surface d'ouverture, et peut donc améliorer l'efficacité de conversion de puissance de l'ensemble du dispositif photovoltaïque LSC.
Pour le dispositif LSC, ils ont utilisé des matériaux traditionnels tels que le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) dopé avec des colorants organiques commerciaux et des composés de coumarine (Cou). Les chercheurs ont utilisé un adhésif optique à indice adapté pour fixer les cellules double face au bord du guide de lumière et les cellules PV c-Si à simple face à l'arrière du cube de guide de lumière. Ils utilisent un matériau polyoléfine (PO) pour encapsuler la batterie.
Dans des conditions d'éclairage standard, l'équipe a découvert que les luminophores étaient capables d'absorber presque tous les photons à haute énergie et d'émettre des photons de plus longue longueur d'onde qui correspondaient mieux à la réponse spectrale des cellules solaires au silicium. Ils ont également testé plusieurs mini-mosaïques pour déterminer les performances du réseau LSC.
Les chercheurs affirment que la production commerciale de l'appareil proposé pourrait commencer après que son efficacité aura été encore améliorée.