DRACULA TECHNOLOGIES : Dracula Technologies a développé LAYER®, une technologie de photovoltaïque organique pour alimenter les objets connectés low-consumption

DRACULA TECHNOLOGIES

Startup · Energie renouvelable · Photovoltaïque
Valence (26)

Dracula Technologies a développé LAYER®, une technologie de photovoltaïque organique pour alimenter les objets connectés low-consumption


  • Projet
    financé
  • Juil.
    2020
  • Défisc.
    IR
  • 266
    questions

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Questions fréquentes des WiSEEDers

OPV pour Organic PhotoVoltaic. Cette technologie photovoltaïque de 3eme génération dites de couches minces repose sur l'utilisation de matériaux organiques (polymères) pour convertir la lumière issus de sources lumineuses ambiantes en électricité.
Aujourd’hui, l’utilisation des batteries est une véritable contrainte qui pèse sur ce développement. Les acteurs doivent se résoudre à réduire la fréquence et la distance des émissions de data sous peine de multiplier les opérations de maintenance. Dans le même temps, il existe localement des sources d'énergie (lumière, mouvement, vibration...) à convertir en énergie électrique. LAYER® fait partie de ces technologies capable de fournir une alternative durable à la pile et aux batteries.
C’est le fait de capter une source d'énergie disponible localement pour la transformer en énergie électrique. Parmi les sources d'énergie on peut notamment citer la
lumière, les variation de température, le mouvement, les ondes etc...
Des milliards d’IoT seront installés dans les années à venir & près de la moitié le seront à l’intérieur des bâtiments.

Nos modules ont 3 caractéristiques principales : 1. des bonnes performances sous un faible éclairage. Grâce à l’utilisation de materiaux spécifiques LAYER® génère de l’énergie à partir de la lumière ambiante, qu’elle soit naturelle ou artificielle.; 2. Ils sont customisable. ; 3. Elle est respectueuse de l'environnement.
En intérieur, il y a beaucoup moins d'énergie disponible pour un panneau à collecter ce qui explique pourquoi la puissance de production est bien moins importante que celle des panneaux traditionnels, mais elle peut tout de même produire assez d’électricité pour alimenter des petits objets. Quand on se trouve dans des conditions indoor, par exemple sous 1000 Lux, nos modules LAYER® produisent quelques centaines de microwatts (cela va dépendre de la surface totale active du panneau et de sa géométrie).

En terme de performance, nous sommes capables de convertir jusqu’à 25 % de l’énergie lumineuse (entre 50 et 1000 lux) en électricité avec nos modules LAYER®.
L'avantage de le réaliser par impression jet d'encre est de pouvoir faire des modules à façon, sur des petites surfaces et de limiter considérablement les pertes de matière. L’impression jet d’encre permet de réaliser des formes et des design specifiques. Elle offre également la possibilité d’imprimer sur des substrats flexibles qui peuvent s’adapter aux courbes.
Des tests de vieillissement sont en train d'être finalisés afin de fournir des données précises mais nous savons déjà que les modules actuels ont un durée de vie supérieur à 48 mois.

En condition "indoor", nous visons une durée de vie de 10 ans de nos modules à l’échelle industrielle. En intérieur, les modules sont moins soumis à l'humidité, à l'oxydation et aux UV. Ils peuvent garder des performances stables beaucoup plus longtemps que s'ils étaient soumis à des conditions "outdoor".

D'ici la phase de collecte, nous fournirons le rapport de cette étude de vieillissement.
Notre mission est d'alimenter les objets connectés de petites consommations dans leurs conditions d'utilisation quotidienne.

Nous ciblons les objets connectés de petites consommations, dans des secteurs comme :
- la maison connecté; exemple : interrupteur sans fil, capteur autonome...
- la carte électronique; exemple : badge d'accès, CB...
- le suivi logistique; exemple : tag RFID...
Vous trouverez au lien suivant la présentation d'un cas d'usage développé avec la société ORANGE LABS.
https://dracula-technologies.com/fr/dracula-technologies-x-orangelabs-fr/
Notre concurrent premier reste donc la pile.
Notre objectif premier est donc d'évangéliser les industriels aux possibilités qu'offre l'energy harvesting. C'est pourquoi nous avons d'ailleurs lancé une newsletter sur le sujet :
https://theharvestingrevolution.substack.com

Dans l'écosystème Energy Harvesting, plusieurs technologies existent.
Enfin, pour les techno photovoltaïques, il existe plusieurs générations et plusieurs procédés de fabrication qui ont chacun leur avantages/inconvénients.
Pour synthétiser les questions sur la concurrence et les technologies similaires n'hésitez pas à jeter un oeil aux slides 14, 15 et 16 du fichier joint deck, elles peuvent apporter une visibilité sur les technologies d'energy harvesting existantes et leur points forts/faibles, les différentes techno PV, les différents modes de production et les marchés ciblés par les acteurs.
Pour collecter le maximum de lumière possible du soleil, la plupart des technologies, telles que c-Si, GaAs et CIGS, sont optimisées pour absorber la lumière visible et infrarouge. Les panneaux qui utilisent ces technologies fonctionnent souvent mal dans des environnements intérieurs où il n'y a pas de lumière infrarouge. Le silicium amorphe n'absorbe que la lumière dans le domaine visible et est donc bien adapté aux sources lumineuses intérieures telles que les LED et les fluorescents. Connaître votre source de lumière et avoir des attentes de puissance réalistes vous aidera à choisir le bon panneau photovoltaïque pour votre application.
La plupart des cellules photovoltaïques actuellement sur le marché sont basées sur le silicium, la technologie dite de première génération. Les cellules de deuxième génération sont des technologies à couches minces qui sont souvent disponibles dans le commerce, telles que le séléniure de cuivre-indium-gallium (CIGS), le tellurure de cadmium (CdTe), l'arséniure de gallium (GaAs) et le silicium amorphe (a-Si: H). Les cellules de troisième génération sont des technologies «émergentes» moins avancées sur le plan commercial. Cela comprend le photovoltaïque organique (OPV), le sulfure de cuivre et d'étain (CZTS), les cellules photovoltaïques pérovskite, les cellules solaires sensibilisées aux colorants (DSSC) et les cellules solaires à base des boites quantiques. Il est peu probable que les deux dernières générations remettent en cause la domination du silicium pour la production d’électricité à grande échelle, mais offrent des perspectives prometteuses dans les applications où les coûts, le poids, les faibles besoins énergétiques et la durabilité peuvent être compromis contre l’efficacité.


Une des technologies concurrentes à la notre est la technologie à base du silicium amorphe, qui a aussi plusieurs avantages tel que le prix du panneau de silicium amorphe qui reste plus faible grâce à un procédé de fabrication moins gourmand en silicium. Le panneau amorphe est plus performant que le monocristallin et le polycristallin en cas de luminosité diffuse (nuages, ombres,.), cette qualité est particulièrement appréciée dans les régions où la luminosité solaire est moins vive où dans les conditions intérieur sous lumière artificielle. Ils sont d’ailleurs souvent utilisés pour alimenter les montres électriques, les calculatrices et autres petits appareils. Malheureusement cette technologie a certains inconvénients tels que la perte rapide (quelques mois) en performance entre 10% et 20% après l’installation suites à une exposition à la lumière naturelle. Si vous optez pour ce type de panneaux, il convient donc de surdimensionner votre installation de presque 20%.

L’objectif de la technologie développée par Dracula Technologies est d’obtenir des panneaux photovoltaïques minces, flexibles et légers qui puissent être incorporés à tous types d’objets et de structures, peuvent être produits en masse et à faible coût, en comparaison aux panneaux traditionnels en silicium, fonctionnent dans les conditions intérieures, soient adapté avec les sources d’éclairages artificiels (grâce aux matériaux organiques et la large variété existante), liberté de choisir le design et la géométrie du module pour faciliter son intégration, non toxicité et recyclabilité.

Dracula Technologies développe des modules photovoltaïques organiques pour une application indoor. En indoor, la notion d’efficacité (ou de rendement de conversion) n’a pas vraiment de sens. Aujourd’hui il n’existe pas de référentiel pour réaliser les caractérisations indoor et pouvoir obtenir une comparaison fiable avec d’autres technologies.

Quand on parle d’un éclairage indoor, on bascule vers une autre unité de mesure qui est le lux , au lieu du W/m2 en outdoor. Il n'y a pas de facteur de conversion unique entre le lux (lumen par mètre carré) et le watt par mètre carré, mais des facteurs de conversion différents pour chaque longueur d'onde. Par exemple, pour une couleur vert-jaune, un éclairement énergétique de 1 W m−2 correspond à 683 lux, tandis que pour du rouge ou du bleu, il s'agit de moins de 50 lux. Il est donc impossible de faire une conversion sans connaitre la répartition spectrale de la lumière. Aujourd’hui, nos modules donnent des performances meilleures que la plupart des autres techno dans les mêmes conditions indoor mais d’autres techno seront plus performantes que la nôtre sous un fort éclairage outdoor.

Le plus simple est de faire une comparaison directe avec la technologie classique à base du Silicium. La nature cristalline elle-même du silicium (matériau utilisé dans mes panneaux solaires classiques) fait qu’il est bien organisé et structuré et donc l’absorption de la lumière est différente en fonctions de l’angle d’incidence. Dans le cas du silicium on parle d’une monojonction (une interface entre deux types de silicium dopés N et P (pour donneur et accepteur de charges). Dans le cas de l’organique, on parle plutôt d’une hétérojonction en volume (BHJ en anglais pour bulk heterojunction): au lieu d’avoir deux couches juxtaposées (et donc une seule interface), on a plutôt un mélange en volume de deux matériaux de nature différente et donc on a une infinité d’interfaces donneur/accepteur mélangés au hasard dans le volume de la couche qui va absorber la lumière et donc indépendamment de l’angle d’incidence de la lumière, les photons qui rentrent dans les modules organiques sont généralement absorbés et converti en électricité. Le photovoltaïque organique est donc beaucoup moins sensible à l’angle à laquelle on reçoit la lumière.
l'OPV (photovoltaïque organique) regroupe en effet de plusieurs acteurs. Le plus connu est sûrement l'allemand Heliatek qui ambitionne de placer l'OPV sur le segment BIPV (Bâtiments Industriels Photovoltaïque). Ils produisent de grandes surfaces grâce à un process d'impression appelé "roll to roll". En France on peut citer la société Armor qui utilise cette technologie avec des propriétés similaires en termes de flexibilité, légèreté, performance à notre technologie. Cependant quand il s’agit d’un design particulier ou des petites dimensions, cette technologie n’est plus la bonne solution étant donné les coûts élevés de la mise en œuvre. Chez Dracula Technologies, nous ciblons l'alimentation des objets connectés de petites consommations dans leur situation quotidienne et notamment sous faible éclairage en produisant grâce à l'impression numérique des modules de petites tailles, sur substrats flexibles pour s'adapter aux contraintes produits. Vous trouverez dans le fichier joint "deck" davantage d'information sur les technologies alternatives, concurrentes et souvent complémentaires.
Aujourd'hui, notre portefeuille de brevet se concentre sur le procédé d'impression destiné à réaliser des Modules photovoltaïques organiques ( 3 brevets ) et sur les matériaux ( 2 brevets ) utilisés pour certaines couches en impression numérique jets d'encres.
L'autre partie de notre stratégie repose sur le savoir-faire qui est gardé secret.
Ces brevets font l'objet d'une extension à l'international en cours.
Concernant l’aspect commercial, nous commercialisons depuis quelques semaines nos 1ers Demokit, qui ont pour vocation de permettre à nos « leads » de tester la technologie et de pouvoir jouer avec.

Nous travaillons en amont avec des fabricants de composants électronique intégrant la notion de Ultra Low Power et de battery free ce qui nous permet de mettre en œuvre notre solution énergétique dans un environnement applicatif. À ce titre, nous avons d'ores et déjà réalisé deux PoC (Proof Of concept) avec des industriels français.

Notre business modèle va se décliner en production et fourniture de modules à façon pour les séries de plusieurs milliers/dizaines de milliers de modules et en licensing de la technologies pour des industriels sur des secteurs ciblés et avec la fourniture des encres et des services de design tout au long de la vie de la ligne de production.
Sur l’aspect production, nous travaillons à ce jour sur la scalabilité de la technologie LAYER®, c’est l’objectif de la levée de fonds en cours pour démontrer notre capacité à produire non plus des dizaines mais jusqu’à plusieurs dizaines de milliers de modules sur 2020 pour répondre à des sujets clients/prospects.
À partir de mi 2021 nous allons franchir un cap en intégrant un outil de production apte à produire des centaines de milliers et par la suite des millions de modules par an en phase de production série.
N'hésitez pas à télécharger les fichiers présentation et deck disponible sur notre fiche projet.
Chers WiSEEDers,

Dans les circonstances actuelles, nous espérons d’abord que vous et vos proches sont en bonne santé.
Forcément notre activité est bouleversée, nous avons essayé de faire preuve d’agilité en trouvant un mode de fonctionnement qui nous permet de poursuivre nos avancées.
Nos équipes sont en télétravail depuis le début de la semaine. Bien évidemment, la production de modules est en stand-by pour les 15 prochains jours mais nous avons pu finir les séances de production nécessaires pour faire face aux demandes de démokit LAYER®. Nous sommes parvenus à expédier les dernières commandes afin que nos clients puissent commencer à concevoir des IoT autonomes sur les prochains jours.
Côté Dracula Technologies, nous allons mettre à profit les prochaines semaines pour affiner notre plan stratégique et opérationnel , mais aussi travailler sur la rédaction de nouvelles publications scientifiques et brevets , de contenu et d’outils marketing et enfin la réalisation de nouveaux démonstrateurs.
Ces derniers mois, avec l’évolution rapide de notre structure, nos équipes cherchaient du temps pour des sujets de fonds, cette période de confinement va nous permettre de nous y consacrer et de recommencer l’activité dans les meilleures conditions possibles.

Prenez soin de vous et de votre entourage.

Brice Cruchon CEO fondateur de Dracula Technologies.



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