Conversion énergétique plus qu’efficace

« Non, ça ne marchera pas… »
[Réflexions des deux côtés]
- On devrait l’essayer…
- Ok, on l’essaie. Des fois que…

Discussions maintes fois entendues lors d’interviews qui voulaient mettre de l’avant de belles histoires de recherche. Les mots «audace» et «innovation» font partie de presque tous les textes en lien avec la recherche à l’UdeS. On l’écrit, on le pense, mais on le vit aussi. Québec Science a récemment annoncé ses choix pour les découvertes de l’année 2016 desquelles, selon ses critères, méritent d’être citées dans les 10 découvertes de l’année. Celles d’un professeur en génie électrique de la Faculté de génie s’y retrouvent. Et oui. Une autre belle histoire d’audace et d’innovation.

Une cellule photovoltaïque, c’est un composant optoélectronique qui, exposé à de la lumière, produit de l’électricité. On convertit l’énergie lumineuse en énergie électrique. Dans le cas qui nous intéresse, la source lumineuse est le laser. Puisque l’on parle d’innovation, les cellules du Pr Simon Fafard affichent évidemment des caractéristiques plus qu’intéressantes : elles atteignent une efficacité de 70%, du jamais vu.  Les plus puissantes au monde.  Le double de l’efficacité des produits actuellement sur le marché.

« Ce qui rend ces cellules aussi efficaces ? C’est leur agencement vertical. Au lieu de disposer le composé semi-conducteur en pointes de pizza, comme on le voit souvent, on dispose des couches minces une sur l’autre avec un processus de déposition appelé épitaxie. Les composants de la lumière qui ne sont pas absorbés par la première couche mince le sont par la deuxième et ainsi de suite. On réussit ainsi à optimiser le pourcentage de composants lumineux absorbés, donc l’efficacité de conversion », explique le chercheur.

Charger son iPhone

Un agencement de 5 couches minces peut produire 5 volts. « En microélectronique, on voit souvent du 5 volts. Par exemple, c’est ce qui est nécessaire pour charger un iPhone. Quand on parle de sondes environnementales ou de neurostimulateurs dans le secteur biomédical, on parle de 7, 8 volts nécessaires. » Et ce qui est intéressant avec cette nouvelle technologie, c’est qu’elle n’est pas influencée par les ondes électromagnétiques externes environnantes, offrant ainsi une résultante à la fois plus précise et sécuritaire.

Industrie automobile : commercialisation ?

L’industrie automobile revient souvent dans la discussion comme application pouvant devenir fort intéressante pour ces cellules nouveau genre : « L’unité centrale pour contrôler le moteur des voitures électriques demande entre 12 et 24 volts. Expérimentalement, on s’est bel et bien rendus là avec 20 couches minces, alors ça devient très intéressant », poursuit le professeur.

À la question à savoir jusqu’où on pourrait se rendre en termes de voltage si on se permettait de rêver, le Pr Fafard sourit : « Théoriquement, je m’avancerais jusqu’à environ 110 volts, donc 100 couches minces. Les prochaines manipulations nous le diront… ». Quand on sait que le voltage domestique se situe habituellement à 110 ou 120 volts, on peut se permettre d’extrapoler…

Et le solaire ?

Cette nouvelle technologie officiellement désignée par VEHSA (Vertical Epitaxial Heterostructure Architecture), n’a pas été développée avec l’idée de cibler le marché de l’énergie solaire au départ.  « Actuellement, le marché du côté de l’énergie solaire est difficile. Les prix de vente pour les panneaux solaires sont très bas. Mais je suis confiant que ça devrait prochainement prendre plus de place. Et ces travaux y contribueront assurément », assure le chercheur.

Azastra Opto

D’un point de vue de commercialisation, l’industrie automobile se positionne avantageusement. C’est avec l’aide de la compagnie Azastra Opto, fondée en 2013 et détentrice du brevet, que le tout pourrait être possible. « Denis Masson est le co-inventeur de la technologie et directeur général de la compagnie. Il est un joueur clé. Et je ne peux passer sous silence l’aide obtenue de Sherbrooke Innopole et de l’Accélérateur de création d'entreprises technologiques (ACET) dans toutes les facettes de la commercialisation », conclut Simon Fafard.

Et avec les 5 doctorants qui se joindront prochainement à son équipe, la motivation sera elle aussi assurément convertie en énergie… innovatrice.

Jusqu’au 9 février, vous pouvez aller voter sur le site web de Québec Science pour déterminer le prix du public parmi les 10 découvertes identifiées.