Deux hommes assis dans un avion se penchent sur une serviette en papier. Cette serviette est recouverte de pattes de mouche. Pourtant, ces caractères illisibles pourraient bien être la formule d’une invention inédite : une cellule solaire qui peut être intégrée dans n’importe quel appareil.
En 2009, Giovanni Fili a fondé Exeger, une société suédoise de technologies propres. L’idée initiale était de créer une cellule solaire transparente pour recouvrir les gratte-ciel de fenêtres solaires teintées. Puisque, dans les régions chaudes, les fenêtres sont déjà teintées, Giovanni Fili voulait exploiter la lumière dont on souhaite se protéger pour générer de l’énergie propre à utiliser à l’intérieur des bâtiments.
Cette idée a toutefois évolué lors d’un voyage en avion avec Henrik Lindström, l’un des pionniers de l’industrie des cellules solaires à pigment photosensible. Chimiste et titulaire d’un doctorat consacré aux batteries et aux cellules solaires à pigment photosensible, Henrik Lindström était le partenaire idéal pour Giovanni Fili, dont le profil est davantage entrepreneurial, avec son master en sciences commerciales et administratives, assorti d’une double spécialisation en finance et en gestion de l’information, obtenu à la Stockholm School of Economics.
Les deux associés ont fait jouer leurs atouts respectifs pour mettre au point un nouveau matériau pour les cellules solaires. Sa conductivité est 1 000 fois meilleure que celle du matériau utilisé pour les électrodes dans d’autres cellules solaires. Une couche de ce matériau est placée sous la surface qui absorbe la lumière. C’est habituellement dans cette couche qui absorbe la lumière que l’on trouve les lignes de quadrillage argentées dans d’autres technologies solaires.
« Dans les cellules solaires ordinaires, sans ces lignes argentées, le panneau chauffe et ne produit pas d’énergie », explique Alexandre Faust, responsable de la communication chez Exeger. « Nos cellules solaires n’ont pas besoin de ces lignes parce que la cellule solaire elle-même conduit parfaitement l’électricité. »
Exeger produit un matériau flexible basé sur la technologie des cellules solaires à pigment photosensible, ce qui le rend très efficace pour convertir la lumière en électricité, tant à l’intérieur qu’à l’extérieur des bâtiments. Le matériau peut être incorporé dans des appareils du quotidien pour qu’ils se chargent grâce à la lumière naturelle ou artificielle. Ils peuvent ainsi se passer de piles jetables. C’est notamment le cas des produits de la gamme Peltor commercialisés depuis peu par 3M.
« Puisque nous n’avons pas besoin de ces lignes argentées, nous pouvons faire à peu près tout ce que nous voulons en matière de design », explique Alexandre Faust. « Nous pouvons fabriquer des cellules solaires triangulaires ou ayant la forme d’un fruit. Toutes les textures sont aussi possibles. Cela donne beaucoup de liberté à nos clients. »
Soutien européen à l’innovation solaire
La société utilise la technique de la sérigraphie pour imprimer ses cellules solaires, un peu comme ce que font certaines boutiques pour les T-shirts. Il lui faut six secondes pour imprimer un mètre carré de cellules solaires.
Exeger a décidé d’appeler son produit Powerfoyle.
Ce matériau est maintenant utilisé dans des objets du quotidien comme des casques audio, des haut-parleurs et des casques créés par plusieurs grandes entreprises du monde entier. Et de nouvelles applications sont annoncées, notamment pour les télécommandes et les étiquettes électroniques.
La BEI a signé un accord de prêt de 35 millions d’euros au maximum pour aider Exeger à faire passer à l’échelle supérieure sa technologie de pointe pour les cellules solaires. Ce prêt bénéficie d’une garantie au titre d’InvestEU. L’objectif est d’aider l’entreprise à développer ses activités en agrandissant sa deuxième usine de production de Kista, près de Stockholm.
« Ce projet est parfait pour nous, car notre statut de banque européenne du climat nous permet de prendre un risque supplémentaire », déclare Eoin Keane, ingénieur à la Banque européenne d’investissement. « Il pourrait transformer le marché de l’énergie solaire en Europe, mais aussi la manière dont nous interagissons avec la technologie dans notre quotidien. »
La nouvelle usine, qui fonctionne à 100 % à l’énergie renouvelable, produira plus de 2,5 millions de mètres carrés de Powerfoyle par an une fois entièrement mise à l’échelle.
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Les cellules solaires à pigment photosensible, c’est quoi ?
Une cellule solaire à pigment photosensible est un type de dispositif photovoltaïque qui convertit la lumière du soleil en énergie électrique grâce à un processus qui imite la photosynthèse naturelle.
Les cellules solaires à pigment photosensible sont plus minces et plus souples que les cellules solaires des générations antérieures. Quoique relativement efficaces, ces cellules ne sont pas couramment utilisées parce qu’elles sont coûteuses à produire en raison du prix des matériaux conducteurs. Elles sont constituées d’une plaque transparente recouverte d’un matériau conducteur appelé oxyde d’indium-étain. En dessous, on trouve une couche de pigment, généralement de couleur foncée, qui absorbe la lumière du soleil et libère des électrons.
Pendant leur vol, Henrik Lindström et Giovanni Fili se sont aperçus que le coût élevé de l’oxyde d’indium-étain était un obstacle à leur idée et ont immédiatement pensé à une solution : supprimer totalement cet oxyde.
Cette idée les a amenés à créer une couche d’un nouveau genre, présentant une conductivité 1000 fois supérieure, qu’ils ont décidé de placer derrière la couche de pigment pour éviter de bloquer la lumière du soleil. Cette configuration, qui optimise l’absorption de la lumière, a permis d’envisager de nombreuses possibilités de design.
Une énergie illimitée, moins de déchets électroniques
L’un des principaux avantages de Powerfoyle est la production constante d’énergie, énergie qui permet ensuite de charger des objets. Sa capacité à s’intégrer parfaitement dans les appareils permet de les maintenir chargés sans qu’il soit nécessaire de remplacer fréquemment les piles ou de recourir à des sources d’alimentation externes.
Imaginez un peu pouvoir aller courir avec une paire d’écouteurs qui se chargent à l’énergie solaire pendant votre course. Une fois de retour chez vous, vous pouvez simplement les poser sur le rebord de la fenêtre ou dans un endroit lumineux, au lieu de les brancher. En transformant la lumière en énergie propre que vous soyez dehors ou chez vous, Powerfoyle réduit les déchets électroniques.
La société estime que sa technologie permettra d’éviter l’utilisation de plus d’un milliard de piles jetables dans le monde et d’économiser l’équivalent de 3,1 milliards de kilogrammes de dioxyde de carbone par an, rien qu’avec sa première usine.
À ce jour, Powefoyle est utilisé dans huit produits déjà commercialisés. En début d’année, Exeger a annoncé l’arrivée de sept nouveaux produits, dont la production débutera au cours du second semestre de 2024. Le casque antibruit de la gamme Peltor de 3M est sur le marché depuis le mois d’avril.
« Je suis fière que la Banque européenne d’investissement puisse donner à Exeger les moyens de continuer à développer son produit », déclare Céline Rottier, chargée d’investissement à la Banque européenne d’investissement. « C’est évident qu’il y a un marché pour ce produit, en particulier en Europe. »
Un matériau souple pour les cellules solaires
Powerfoyle est également unique, en raison de sa souplesse. Les entreprises peuvent intégrer ses capacités de charge autonome dans leurs produits sans compromettre l’esthétique visuelle.
Exeger s’est associée à plusieurs entreprises bien connues pour intégrer sa cellule solaire Powerfoyle dans divers produits électroniques grand public, la dernière en date étant 3M.
Voici une liste de ses partenaires notables :
- Urbanista, concepteur d’équipements audio comme des casques audio et des haut-parleurs ;
- 3M, multinationale américaine active dans l’industrie, la sécurité des travailleurs et les soins de santé ;
- POC, le leader de la fabrication de casques pour les sports de neige et le cyclisme ;
- Philips, l’une des plus grandes sociétés d’électronique grand public au monde ;
- VusionGroup, société française leader des étiquettes électroniques connectées et de l’internet des objets pour le commerce de détail ;
Kapsch, société autrichienne qui développe et vend des produits, systèmes et services principalement destinés aux systèmes de télépéage.
