La volonté d’alimenter nos équipements électroniques sans recourir aux batteries s’affirme comme le grand projet technologique des prochaines années. Face à un nombre croissant d’appareils connectés dans notre quotidien, la découverte de cellules solaires innovantes capables de transformer la lumière intérieure en électricité ouvre la porte à de nouvelles habitudes de consommation et d’utilisation.
Plusieurs équipes de recherche internationales parviennent désormais à produire des cellules bien plus performantes que les modèles commerciaux accessibles aujourd’hui, bien plus durables, et adaptées à une multitude d’objets connectés. Ce progrès s’appuie sur une nouvelle génération de matériaux, essentiellement des perovskites, dont les propriétés révolutionnent le secteur photovoltaïque.
Des performances inédites pour la lumière d’intérieur
Contrairement aux panneaux solaires traditionnels conçus pour l’extérieur, les cellules perovskites développées pour l’usage intérieur exploitent au mieux la lumière artificielle (LED, lampes fluorescentes, halogènes) ou naturelle filtrée par les fenêtres.
Les dernières avancées scientifiques démontrent une conversion record, jusqu’à 37,6% de la lumière intérieure en électricité (avec une source de 1000 lux, soit l’équivalent d’une pièce bien éclairée), selon l’équipe de chercheurs de UCL (University College London) qui a publié ses travaux dans Advanced Functional Materials.
Cristaux de pervovskite (Rob Lavinsky - Wikipedia - CC-BY-SA-3.0)
Ce rendement bat tous les types de modules commercialement disponibles. De plus, certaines équipes comme celle de Macquarie University ont réussi à obtenir une densité de puissance 3 à 5 fois supérieure à celle des meilleures cellules actuelles, prouvant que l’autonomie énergétique des équipements connectés n’est plus seulement une promesse mais une réalité technique.
Diverses applications sont envisagées : claviers, télécommandes, alarmes, capteurs ou encore modules IoT, qui pourraient fonctionner sans aucune pile pendant plusieurs années.
L’intégration dans les objets de la vie courante deviendra ainsi possible avec des composants légers et souples, s’intégrant directement à la surface des appareils électroniques.
Vers la fin des batteries jetables ?
La dépendance aux batteries, malgré leur omniprésence, pose de sérieuses questions environnementales et économiques. Ces nouvelles cellules solaires indoor changent la donne : leur stabilité atteint des performances spectaculaires, avec 92% des capacités initiales conservées après plus de 100 jours d’utilisation et jusqu’à 76% après des tests extrêmes sous lumière intense et chaleur.
La durabilité de ces solutions permet d’envisager la fin progressive des piles jetables et des recharges fréquentes. Selon les chercheurs, il serait possible d’alimenter des réseaux d’objets connectés en continu, que ce soit dans une maison intelligente, un bureau ou une usine.
La technologie bifaciale, capable de récolter la lumière des deux côtés du module, optimise encore davantage l’autonomie des dispositifs. L’impact écologique est majeur. Cette approche rejoint les objectifs de sobriété énergétique et encourage la construction d’infrastructures plus durables et efficientes.
Un matériau miracle : la perovskite et ses avantages
Si la perovskite est au cœur de cette révolution, c’est parce qu’elle surpasse le silicium traditionnel. Ce matériau possède une structure cristalline modulable, permettant d’ajuster son bandgap : autrement dit, la quantité d’énergie minimale nécessaire pour capter un photon et le transformer en électricité.
Les chercheurs ont mis au point des techniques chimiques pour corriger les défauts (traps) de la perovskite, rendant les modules plus fiables et résistants dans le temps. Cela se traduit par des cellules solaires plus fines, légères et parfois transparentes, qui peuvent être intégrées à des surfaces variées, du portable à la fenêtre.
Ce matériau novateur présente aussi d’autres avantages clés comme des coûts de fabrication abordables et une compatibilité avec les substrats flexibles (textile, plastique, verre...)
Cette intégration possible dans la plupart des objets du quotidien favorise le développement rapide de solutions pour des marchés variés, notamment l’IoT, la domotique et l’industrie connectée. Les chercheurs visent désormais à accroitre la fiabilité et la longévité des modules pour une adoption massive et sans contraintes.
Des débouchés révolutionnaires pour l’IoT et l’électronique
Les perspectives offertes par les cellules solaires perovskites pour récolter la lumière intérieure sont vastes. Les objets dits « intelligents » sont de plus en plus nombreux : capteurs, montres connectées, assistants domotiques, dispositifs médicaux ou accessoires informatiques vont pouvoir profiter d’une alimentation autonome, sans recharge ni remplacement de batterie.
Les industriels et fabricants d’électronique imaginent déjà des gammes de produits totalement autoalimentés, offrant aux utilisateurs une expérience sans interruption, partout où une source de lumière est disponible. La réduction de l’empreinte carbone et la baisse des coûts de maintenance participent à l’adoption de cette nouvelle technologie.
Le secteur de l’Internet des objets (IoT) devrait particulièrement bénéficier de cette avancée. Selon certains experts, la généralisation de l’auto-alimentation pourrait accompagner la croissance exponentielle du nombre de capteurs connectés à l’échelle mondiale, notamment en logistique, surveillance, médecine connectée ou maison intelligente.
