SCIENCE ACTUALITÉS.fr

Le magazine qui se visite aussi à la Cité des Sciences

Actualités
Innovation & Technologie

Piéger la lumière grâce aux ailes de papillons

Des chercheurs allemands et américains proposent d’améliorer les performances des cellules photovoltaïques en s’inspirant des ailes d’un papillon noir.

Les ailes de ce papillon noir d'Asie, Pachliopta aristolochiae ou Common rose, inspirent des chercheurs pour améliorer les performances des cellules photovoltaïques.© J.M.Garg /Wikimedia

La nature en général, et le monde animal en particulier, sont une excellente source d’inspiration pour les scientifiques, comme le confirme une nouvelle étude parue dans la revue Science advances du 18 octobre. Cette fois-ci, des chercheurs de l'Institut de technologie de Californie (Caltech) et de l'Institut allemand de technologie de Karlsruhe (KIT) proposent d’améliorer la performance des cellules photovoltaïques, utilisées par exemple dans les panneaux solaires, en s’inspirant des qualités des ailes de papillons.

Les ailes de Pachliopta aristolochiae, un papillon noir d’Asie, se caractérisent, comme son nom l’indique, par leur pigmentation foncée. Elles sont recouvertes de structures d’échelles micro- et nanométriques qui captent la lumière du Soleil provenant de diverses directions et présentant différentes longueurs d’ondes. En outre, la structure de ces ailes, composée d’arêtes et de trous minuscules, offre une bonne stabilité mécanique, tout en assurant une captation efficace de la lumière.

Les scientifiques du KIT et du Caltech ont adapté les nanotrous désordonnés des ailes du papillon noir sur des cellules photovoltaïques. © Radwanul Hasan Siddique, KIT/Caltech

Pour mieux comprendre leurs propriétés optiques, les chercheurs ont élaboré un modèle tridimensionnel des nanostructures à partir d’images microscopiques de ces ailes de papillon. Ils ont ensuite calculé sa capacité d’absorption de la lumière, puis conçu de minces absorbeurs photovoltaïques en silicium imitant les ailes du papillon. Résultat : une hausse allant de 90 % à 200 % de l’absorption lumineuse, selon l’angle d’incidence des rayons lumineux. Et ces résultats peuvent être encore améliorés, espèrent les chercheurs. 

Retour en haut