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Le projet Boinc CEP de Harvard aidera à créer des cellules solaires imprimables

Un jour, les imprimantes à jet d'encre de type pourraient permettre d'imprimer de telles cellules solaires

Computerworld - En Juin, le Clean Energy Project de Harvard (CEP) prévoit de publier à destination des développeurs de centrales solaires une liste des 20.000 principaux composés organiques qui pourraient être utilisés pour fabriquer des cellules photovoltaïques imprimables bon marché (CPI).

La liste, tirée d'une liste d'environ sept millions de molécules organiques calculée (crunchée) au cours des dernières années [par le projet CEP boinc], pourrait permettre la fabrication de CPI coutant à peu près autant que la de peinture pour couvrir un mur d'un mètre carré.

 

«Nous sommes en train de finaliser notre première analyse et allons publier toutes les données très rapidement», a déclaré Alan Aspuru-Guzik, professeur agrégé de chimie et de biologie chimique à l'Université Harvard.

 

Aujourd'hui, les CPI les plus populaires sont faites à base de silicium et coûtent environ 5 $ par tranche. Les CPI de silicium ont un taux d'efficacité de conversion solaire maximale d'environ 12%, ce qui signifie que 12% de la lumière qui les frappe est convertie en énergie.

Il y a aussi un petit marché de niche pour les vendeurs CPI organiques, mais leurs cellules solaires offrent un taux de conversion solaire d'efficacité d'à peine 4% à 5%. Pour qu'un produit solaire soit compétitif, chaque tranche devrait coûter environ 50 cents, selon Aspuru-Guzik.

Le projet CEP utilise les ressources informatiques du World Community Grid d'IBM de simulation pour la chimie afin de trouver les meilleures molécules pour le photovoltaïque organique. Le WCG d'IBM permet à quiconque possède un ordinateur d'installer un logiciel libre et sécurisé qui met à profit la puissance non utilisée de l'ordinateur quand il est allumé mais au repos.

En mettant en commun la puissance de traitement disponible d'environ 6000 ordinateurs à travers le monde, le projet CEP a été en mesure d'arriver à une liste de cellules photovoltaïques organiques qui pourraient être utilisées pour créer des cellules solaires bon marché. Les calculs recherchent également les meilleures façons d'assembler les molécules pour pouvoir constuire ces appareils.

Les "chimistes informaticiens" calculent habituellement le potentiel de rendement photovoltaïque d'une molécule organique à la fois. Au cours des dernières années, ils ont identifié quelques composés organiques ayant le potentiel d'offrir des niveaux de conversion d'énergie de près de 10%.

"Mais il n'y en a que deux ou trois», a déclaré Aspuru-Guzik. «Grâce à notre projet, nous avons identifié 20.000 d'entre eux à un tel niveau de performance."

En fait, la liste des molécules du CEP en contient certains qui ont près de 13% des taux d'efficacité de conversion solaire, précise Aspuru-Guzik.

Les ressources de calcul du World Community Grid d'IBM sont réparties pour le projet CEP : certains ordinateurs de la grille font des calculs mécaniques de cristaux moléculaires, de films minces et de mélanges moléculaires et de polymères ; d'autres font des calculs de structure électronique pour déterminer les propriétés de transport optiques et électroniques pertinentes des molécules.

Harvard a construit des installations de stockage de données importantes pour stocker les résultats des calculs. Chaque calcul moléculaire produit en moyenne environ 20 Mo de données. Au total, l'architecture globale de grid computing génère environ 750 Go de données par jour. Jusqu'à présent, le volume de données a atteint environ 400 To.

Harvard a rempli des racks de serveurs avec des baies de disque dur 4U. Chaque baie est remplie avec 45 disques durs 7200 rpm de 3 To de la filiale de Western Digital, HGST.

«Les données que nous créons bénéficieront au final à l'humanité avec des solutions énergétiques plus propres», a déclaré Aspuru-Guzik. "En conséquence, nous avons conçu nos baies de stockage Jabba avec une sécurité (redondance) intégrée. Mais la clé de la performance des réseaux est l'utilisation des moyens de stockage de haute capacité fiable et de faible consommation de HGST. Nous avons rempli près de 150 lecteurs de HGST jusqu'à présent et nous sommes en train de construire Jabba 5 et 6 pour gérer l'énorme quantité de données générées par le projet ".