Cellules Solaires pour les Télécommunications et la Récupération d’Énergie

Daniel Ribeiro dos Santos (1) , Anne Julien-Vergonjanne (2) , Johann Bouclé (1)

1 XLIM-RFEI - RF-ELITE : RF-Electronique Imprimée pour les Télécommunications et l'Energie
2 XLIM-SRI - Systèmes et Réseaux Intelligents

As technological world rapidly evolves, the number of connected devices is exploding and the field of telecommunications must offer even more robust and reliable connectivity, while ensuring the lowest energy consumption. The new generations of mobile wireless technologies (5G today and 6G tomorrow) are thus seeking to exploit new frequency bands to avoid saturation of the current radio frequency (RF) spectrum. In this context, Optical Wireless Communication (OWC) is a solution, particularly for indoor environments. On the other hand, the use of photovoltaic cells and modules for ambient energy harvesting is currently being studied for the reception of optical data. This recent concept combining interdisciplinary expertise in the fields of energy and telecommunications provides the power supply of communicating device of the Internet of Things (IoT) along with OWC reception functionality. This work describes the basic principles of OWC technology and provides a synthetic state-of-the-art about using photovoltaic receivers for this innovative purpose.

Dans un monde technologique en pleine mutation, le nombre d’appareils connectés explose et le domaine des télécommunications doit suivre le rythme en offrant une connectivité toujours plus robuste et fiable, tout en assurant une emprunte énergétique la plus faible possible. Les nouvelles générations de technologies sans fils mobiles (la 5G aujourd’hui et la 6G demain) cherchent ainsi à exploiter de nouvelles bandes de fréquences pour éviter la saturation du spectre radiofréquence (RF) actuel. Dans ce contexte, la communication sans fil par voie optique (Optical Wireless Communication - OWC) est une solution notamment pour les environnements intérieurs. D’autre part, l’utilisation de cellules et modules photovoltaïques pour la récupération d’énergie ambiante est étudiée actuellement pour la réception de données par voie optique. Ce concept récent associant des expertises interdisciplinaires dans les domaines de l’énergie et des télécommunications permet d’envisager l’alimentation en énergie des dispositifs communicants de l’internet des objets (IoT), tout en leur apportant une fonctionnalité de réception OWC. Ce travail décrit ainsi les principes de base de la technologie OWC et propose un état de l’art synthétique sur l’utilisation de photorécepteurs photovoltaïques pour cet usage innovant.

Mots clés: cellule solaire; communication optique sans fil; récupération d'énergie; réception de données Solar Cell; Optical Wireless Communication; Energy Harvesting; Data Reception; cellule solaire communication optique sans fil récupération d'énergie réception de données Solar Cell Optical Wireless Communication Energy Harvesting Data Reception

Domaines: Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]; Optique [physics.optics]; Micro et nanotechnologies/Microélectronique

Daniel Ribeiro dos Santos, Anne Julien-Vergonjanne, Johann Bouclé. Cellules Solaires pour les Télécommunications et la Récupération d’Énergie. Les journées de l'interdisciplinarité 2022, Université de Limoges, Jun 2022, Limoges, France. ⟨10.25965/lji.661⟩. ⟨hal-03931329⟩