Rendement et transparence : double défi, multiples perspectives

Pour répondre à la question du comment et pour quels débouchés, Jean-Luc Ledys, directeur des nouvelles technologies de l’entreprise SunPartner s’explique :

En 2011, Wysips fait sensation en dévoilant un composant photovoltaïque d’une transparence de 70%. Un an plus tard, elle atteint 90%. Quels sont les enjeux de ce bond de performance ?

"Jean-Luc Ledys : Un petit détour, d’abord, par le « comment » de cette transparence. Rappelons qu’elle permet à notre composant de rendre n’importe quelle surface productrice potentielle d’électricité solaire sans en changer l’aspect."

"Or, cette transparence est obtenue par un dispositif optique qui masque le matériau photovoltaïque, lui-même miniaturisé en micro-bandes. Tout l’enjeu de notre technologie consiste à trouver le compromis optimal entre rendement et transparence, étant donné que toute la surface n’est pas composée du matériau photovoltaïque."

"Par ailleurs, en jouant sur trois paramètres – le matériau PV, le design de la cellule, le dispositif optique – nous adaptons le rapport rendement-transparence en fonction du secteur intéressé."

"En effet, ce compromis optimal n’est pas le même selon les applications visées. Les vitrages solaires ou les panneaux d’affichages publicitaires vont mettre en oeuvre des solutions optant pour une transparence de 60 à 80%. En revanche, tout ce qui relève des écrans numériques est plus exigeant."

"Téléphones, smartphones, e-books, tablettes…: les fabricants mènent des programmes d’amélioration de la qualité visuelle de leurs écrans qui impliquent un impact minimal des dispositifs additionnels tels que les touchscreens ou le module Wysips®. C’est ce qui nous a amenés à travailler sur des solutions affichant 90% de transparence."

Comment vous situez-vous dans le contexte mondial de la recherche sur les cellules PV transparentes ?

"Il importe de préciser que nous ne concevons pas des cellules photovoltaïques : nous achetons et transformons les matériaux aux meilleurs industriels du marché afin de garantir les meilleures performances."

"S’agissant des recherches en cours sur ces matériaux, des laboratoires étudient des polymères qui ne sont pas opaques à la lumière mais qui n’offrent pas non plus un degré de transparence comparable à celui obtenu par notre technologie Wysips®. En effet, ces travaux atteignent jusqu’à 70% en solution non industrialisée, alors que nous obtenons 90% en phase industrielle."

"Ceci dit, ces matériaux semi-transparents à base de polymères visent des applications de production d’énergie dans le bâtiment, pour des vitres photovoltaïques par exemple. À ce jour, les rendements de conversion énergétique restent limités entre 2 et 4% en laboratoire. Mais il ne fait pas de doute qu’ils évolueront vers davantage de performance. Ils pourraient alors s’avérer parfaitement adaptés à la technologie Wysips et nous permettre d’améliorer encore nos taux de transparence pour les applications qui les demandent."

Quelle est votre feuille de route technologique à deux ans ?

"Nous ciblons essentiellement la performance des matériaux photovoltaïques. Actuellement, nos solutions sont basées sur du silicium amorphe approvisionné auprès des meilleurs fournisseurs. Nous évoluerons en fonction des exigences de rendement des applications visées, et des disponibilités.Nous irons alors vers des matériaux de type silicium polymorphe ; vers, plus performant encore en terme de rendement, l’alliage CIGS (cuivre-indium-gallium-sélénium) ; vers des matériaux organiques également, dont la texture permettra de produire nos composants par impression."

"En parallèle, nous continuons de travailler sur le design et le process des cellules PV ainsi que sur le dispositif optique, afin d’optimiser la production d’énergie.Nous pouvons d’ores et déjà tabler d’ici à 2014 sur une augmentation de la performance énergétique de notre technologie pour atteindre 3 milliwatts par centimètre carré – soit un rendement de conversion de 3% -, pour 90% de transparence."

"Pour une transparence de 70%, le rendement va plus que doubler sur la même période, comme le montre le graphique ci-dessous."

Comment vous positionnez-vous par rapport aux autres technologies PV ?

"La vocation de Wysips est de saisir les possibilités offertes par les évolutions des matériaux photovoltaïques. Nous adapterons notre design et notre process de réalisation de cellules PV à l’offre fournisseurs, qui ne manquera pas d’évoluer dans les années à venir."

"Ce qui signifie aussi que nous allons, en retour, grâce à notre développement, offrir à ces mêmes fournisseurs fabricants de matériaux des débouchés applicatifs nouveaux et diversifiés, et donc des opportunités de production en volumes significatifs."

Un dernier mot sur les programmes Textiles et Vitrages que vous venez de lancer …

"J’ai rappelé que notre technologie Wysips® permet de transformer des surfaces monofonctionnelles en surfaces multifonctionnelles sans affecter leur aspect extérieur – la nouvelle fonction étant en l’occurrence la production d’énergie."

"En cela, les programmes concernant les textiles et les vitrages solaires sont la prolongation logique de nos premiers développements."

"Ils impliquent des approches très innovantes, bien sûr brevetées, bien sûr totalement confidentielles … et dont les programmes de travaux vont s’étendre sur plusieurs dizaines de mois."

"Ils se feront au travers de collaborations avec des industriels de ces secteurs et nous pouvons espérer que les premiers produits textiles et vitrages solaires arrivent sur le marché d’ici trois à cinq ans."

"Les applications visées sont multiples : surfaces vitrées des bâtiments, des voitures, trains, avions et tout autre moyen de transport… Pour les textiles, le champ est également très vaste, dans le bâtiment comme dans d’autres secteurs."

"Le marché réclame ces nouvelles fonctionnalités. Le monde de demain commence aujourd’hui ; avec ses norias d’objets portables embarqués, il nécessitera des vêtements, des bagages etc. capables de générer l’énergie qui alimentera toute cette électronique nomade !"