EPFL : Nouveau record pour les cellules photovoltaïques !

L’Institut de microtechnique de l’EPFL a dévoilé la semaine dernière à Francfort des cellules photovoltaïques « hybrides » affichant un rendement de 21,4% sur des plaquettes de silicium standard, une première pour ce type de capteurs.

"Cette percée contribuera à faire baisser le coût des installations."

A moyen terme, investir 2.000 francs (soit 1.655 euros) seulement en capteurs photovoltaïques pourrait largement suffire à fournir l’électricité nécessaire à la consommation d’un ménage de 4 personnes. Telles sont les perspectives que laissent imaginer les nouvelles avancées réalisées à Neuchâtel par l’Institut de microtechnique de l’EPFL, présentées lors de la conférence photovoltaïque européenne PVSEC à Francfort par l’équipe de Christophe Ballif (en photo), directeur du Laboratoire de photovoltaïque (PVlab).

Spécialisé dans les cellules photovoltaïques à couche mince, ce laboratoire s’intéresse depuis quelques années à des technologies «hybrides», dites à hétérojonction, destinées à augmenter le rendement des capteurs. « Nous appliquons une couche infinitésimale – un centième de micron – de silicium amorphe sur les deux faces d’une plaquette de silicium cristallin », a précisé Christophe Ballif.

"Cette fabrication en sandwich permet d’augmenter l’efficacité des capteurs."

Encore faut-il pour cela que l’interface entre les deux types de silicium soit optimisée. C’est ce tour de force qu’Antoine Descoeudres est parvenu à réaliser avec l’équipe de Stephaan DeWolf. En choisissant pour base la cellule cristalline la plus courante – et donc la moins coûteuse – du marché (appelée «au silicium dopé p»), en soignant sa préparation et en améliorant le processus d’application du silicium amorphe, les chercheurs ont obtenu un rendement de 21,4%, jamais atteint avec des substrats de ce type. Aujourd’hui, les meilleures cellules monocristallines n’affichent qu’une efficacité de 18-19% au maximum. La tension en circuit ouvert qu’ils ont mesurée – 726 mV – constitue elle aussi une première. Sur des plaquettes moins conventionnelles, les chercheurs du PVLab ont même dépassé la barre des 22%.

 

EPFL : Nouveau record pour les cellules photovoltaïques !

"Industrialisation à portée de main"

Ces résultats, qui ont été validés en Allemagne par le Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE), seront publiés prochainement dans la revue IEEE Journals of photovoltaics.

Amener ces avancées jusqu’à un stade d’industrialisation pourrait ne prendre que quelques années. Ces recherches ont été financées en partie par un mandat de l’entreprise Roth&Rau Switzeland, dont la maison-mère, Meyer Burger, se lance déjà dans la commercialisation de machines destinées à l’assemblage de ces capteurs à hétérojonction. « D’ici trois à cinq ans, nous pouvons espérer parvenir à des coûts de production de 100 à 120 francs (80 à 99 euros) par mètre carré de capteurs, estime Stefaan DeWolf. En Suisse et avec nos rendements, une telle surface sera à même de produire entre 200 et 300 kWh d’électricité par année

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trimtab

I’m just a poor lonesome trimtab ……….Et je ne comprends peut être pas certaines subilités technologiques……mais comme j’ai fait remarquer déjà, lors d’annonce de ‘nouveautés’ dans la conception de panneaux PV dits ‘hybride’ cristallin+amorphe…. Sanyo (maintenant Panasonic) HIT semble y être depuis un temps certain, pour ne pas dire depuis belle lurette….?: Et en plus ils font CA en version ‘Double’, avec production des 2 cotés….! Ai-je rien compris dans les histoires de ‘dopage’ ‘p’ et ‘n’. Alors qu’en m’explique ? What’s really new ? trimtab

Lionel_fr

Le dopage du silicium consiste à lui ajouter en quantité infime des “impuretés” aux propriétés electriques subtiles. Le P signifie positif et le N negatif tout simplement Le silicium dopé P est déficitaire en electrons , il va les attirer à lui sans pour autant les héberger – car déficitaire il restera , le N est exactement l’inverse Une cellule solaire, c’est une couche de Si N à laquelle la lumière arrache un electron pour l’envoyer dans une couche P. Alors l’electron veut retourner “à la maison” dans sa couche initiale. Pour l’aider , on lui met un fil , et dans ce fil passent donc des electrons qui retournent chez eux. Ce trafic d’electrons est aussi appelé “Electricité”

crolles

Bonjour, Comme dit plus haut, ce type de cellule existe déjà depuis longtemps chez Sanyo. Vous pouviez en acheter, c’est industrialisé. Bref, cette annonce est du bidon. Enerzine pourrait tout de meme filtrer un peu ! Cdlt

Solaar

A moins de 100€ le MWh qui n’est qu’une question de temps (2015, 2017, 2020?), le solaire devient vraiment compétitif, surtout que sa courbe de production est relativement facilement prévisible et vraiment bien corrélée avec la courbe de consommation. Le principal pic de consommation est en effet celui de 8H 16H, sur près de 10mois sur 12. Développer l’auto-consommation pour soulager le réseau de transport peut permettre d’imaginer une nouvelle façon de financer le PV, surtout si l’on compare ces 100€ du MWh aux 120€ TTC payés par le consommateur final. Celane rend pas pour autant le PV réellement compétitif face aux énergies traditionnelles car le PV seul ne peut pas assurer l’équilibre du réseau et nécessitera donc toujours un back up, avec Hydro/gaz/stockage/smart-grids qui peuvent être combinés. Mais le PV a aussi deux vertus particulières qu’on ne souligne pas assez : il soulage le réseau sur la zone de pic et en France cela permet de réduire l’appel à l’hydro estival. Autre avantage, dans le monde le PV peut suivre facilement une augmentation de l’équipement en clim. Le Japon arrive à des pointes d’appel en puissance de plusi en plus critiques l’été, avec une consommation liée aux clim qui a doublé en 10ans et continue d’augmenter. Le PV est capable de répondre à une grande partie de leur problème qui les a obligé cet été à importer de l’énergie fossile de manière très importante en l’absence ou quasi-absence de production nucléaire.

Lionel_fr

Les estimations de prix.. Pour un gars qui ne roule pas sur l’or mais qui touche un paquet qu’il veut investir, le PV représente une alternative par rapport aux produits financiers y compris compte sur livret et ce, même en auto-consommation Stricto sensu les panneaux coutent 35 à 50€/Mwh sur 20 ans. Si l’installation est dimensionnée pour l’autoconsommation, une batterie au plomb est nécessaire pour faire coïncider les conso frigo+congelo+TV+veilles. Pour les engins chauffant , le recours au réseau est automatique par contre l’autoconsommation requiert une batterie car la production ne peut pas dépasser la consommation dans le cas contraire. Le retour sur investissement se fait sur la facture EDF Mais pour une famille , puisque EDF n’a rien à voir dans une telle installation , il est possible d’installer soi même les composants. C’est surtout vrai si on dispose d’un toit plat mais dant tous les cas, il est déjà possible de s’en sortir sans EDF qui n’a pas de droit sur le foncier de ses clients.

fredo

EDF a réussi à en établir un indirectement depuis le décret du 19 novembre 2009 qui modifie Article *R421-2 du Code de l’Urbanisme. Il me semble qu’il faut depuis une Déclaration Prealable pour installer des panneaux solaires au sol moins de 3 kWc, même non raccordés au réseau. Avis bienvenus

Lionel_fr

Je n’ai pas lu tout le texte : Il semble que cette loi limite les droits de l’emprise au sol des batis ou installations sans être inscrites au cadastre ce qui relève plus du permis de construire (donc de la mairie) que la prod electrique (EDF) Je peux ma tromper mais effectivement , on ne peut pas construire sur un terrain dont on est propriétaire sans en référer à la mairie. Cela n’empèche pas l’installation de panneaux de toit ou sur structures provisoires par nature (abri de jardin, …) Certes le monopole pourrait exploiter un tel texte. Cela dit l’autoconsommation d’une famille devrait se satisfaire de quelques Kw et peut être un peu de gratouille sur le mobilier provisoire .. On peut comprendre que le cadastre s’intéresse à des constructions plus grosses. Néammoins les possesseurs de jardin sont mieux lotis que les appartements qui n’auront qu’un mur vertical jouxtant ses fenetres pour installer ses panneaux à condition que la copropriété soit assez tolérante. En tous cas je n’ai pas cru deviner une conspiration du monopole pour empècher les particulier d’installer une quantité raisonnable de panneaux PV et j’imagine mal la portée que pourrait avoir une plainte d’EDF contre un propriétaire qui installerait des panneaux sur son toit. L’amélioration des rendements PV permet d’accroitre le productible par m² et donc influe fortement sur le paramètre foncier. Le potentiel PV des particuliers non-connectés reste donc assez impotant : entre 50 et 100 GW … J’imagine que si ces chiffres étaient atteints, EDF commencerait à s’impatienter mais les particuliers seraient alors très forts en justice et le problème deviendrait vite constitutionnel… (droit de propriété)

Toutfeu

Solaar à écrit : “Le principal pic de consommation est en effet celui de 8H 16H, sur près de 10mois sur 12.” Le principal hic de (ma) consommation c’est que je me chauffe malgré moi (…) à l’électrique, en général la nuit, peu dans la journée, je m’éclaire aussi la nuit, peu le jour et donc je suis une exception française ! Sauf à ce que vous ayez écrit soit un gros mensonge nécessaire pour étayer l’intermitence et l’impossibilité de stocker l’électricité d’origine photovoltaïque…..

Lionel_fr

c’est vrai, vous consommez quand les panneaux ne produisent pas mais vos frigos, congélos, ballon, … fonctionnent la journée alors que la consommation nationale est tirée par le tertiaire (vous déjeunez bien quelque part quand même) Même vide , votre habitat consomme de l’énergie alors qu’en ville les bureaux font hurler les imprimantes, photocopieuses, pc et les commerces font péter les rotissoires teminaux points de vente… L’idée est de supprimer la conso de votre frigo et même de votre lave linge habilement programmé en les branchant sur votre PV afin de laisser les centrales s’occuper des affaires urbaines. Ca semble simple mais parfois la simplicité fait de grandes choses

Ambiel

Avant de raconter absolument n’importe quoi renseignez-vous un minimum : http://www.rte-france.com/fr/developpement-durable/maitriser-sa-consommation-electrique/eco2mix-consommation-production-et-contenu-co2-de-l-electricite-francaise#mixEnergetique Regardez juste les premiers mercredi de chaque mois pour voir la courbe de consomamtion française et vous verrez que vous êtes à côté de la plaque. N’oubliez pas que la journée vous êtes au travail, et que ce travail induit des consommations d’électricité, votre chauffage de nuit et vos 4 amploues ne sont pas les seules consommations d’électricité réalisées en France… Et j’ai bien dit 10 mois sur 12, les deux mois d’hiver font exception pendant quelques jours avec un pic de 19H qui peut presque être plus important que le pic principal. Le PV lui suit très bien le pic principal et a une bonne prédictabilité journalière grace à … météo france

Solar_blue

@ Crolles: la différence avec les cellules Sanyo est qu’ici, le wafer de base est de type p, comme la plupart des wafers dans le photovoltaïque. Effectivement, Sanyo a fait mieux en rendement (> 23%), mais c’est sur matériau type N, mieux adapté pour la technologie hétérojonction. Donc, c’est un très bon résultat pour l’IMT. Bravo à eux ! lien:

crolles

Exact, les plaquettes sont de type P ici et de type N chez Sanyo. Cdlt

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