Des scientifiques de l’Empa** ont développé des cellules solaires à couche mince sur des feuilles de plastique flexible dont le taux de conversion du rayonnement solaire en électricité atteint la nouvelle valeur record de 20,4 %.
Ces cellules solaires, basées sur la technologie des semi-conducteurs CIGS (diséléniure de cuivre-indium-gallium), possèdent un potentiel énorme pour la production à bas prix d’électricité photovoltaïque. La prochaine étape est le transfert vers l’industrie pour une production à grande échelle visant diverses applications.
Un nouveau processus permet de réaliser des cellules solaires CIGS flexibles à haut rendement sur des feuilles de polyimide (polymères colorés).
Pour produire de l’électricité solaire à bon marché les scientifiques et les ingénieurs s’efforcent depuis longtemps de développer des cellules solaires peu coûteuses qui aient à la fois un haut rendement et soient simples à produire en grande quantité. Une équipe de l’Empa sous la direction du Prof. Ayodhya N. Tiwari a effectué une nouvelle percée dans cette direction. Ces chercheurs sont parvenus à considérablement augmenter le taux de conversion du rayonnement solaire en électricité des cellules solaires à couche mince CIGS sur feuilles de plastique flexible pour atteindre un nouveau record avec 20,4 % – une amélioration importante par rapport à l’ancien record de 18,7 % que la même équipe avait établi en mai 2011.
Cette équipe de recherche autour du Prof. Tiwari étudie et développe depuis longtemps déjà diverses technologies des couches minces. Au cours des années, depuis son premier record mondial de 12.8 % en 1999, ce laboratoire et parvenu à améliorer successivement le taux de conversion, ou rendement, des cellules solaires CIGS flexibles à 14.1 % (2005), 17.6 % (2010) et 18.7 % (2011).
Le rendement des cellules au silicium enfin égalé
Cette équipe de chercheurs est parvenue à optimiser encore davantage les propriétés de la couche CIGS absorbant la lumière, optimisation d’autant plus réussie que la couche est déposée à une température relativement basse. Le rendement de cette cellule solaire, vérifié par le Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) à Fribourg-en-Brisgau, dépasse même la valeur record des cellules solaires CIGS sur verre qui est de 20,3 %. Mieux encore : ce rendement correspond aux rendements les plus élevés atteints avec les cellules solaires au silicium polycristallin. "Nous avons enfin réussi à égaler les rendements des cellules solaires au silicium polycristallin et des cellules solaires à couche mince CIGS sur verre" a indiqué Tiwari.
Les modules solaires flexibles à couche mince à haut rendement sont particulièrement adaptés pour de nombreuses applications, par exemple pour les grands parcs solaires, sur les toitures ou les façades des bâtiments ou encore sur les appareils électroniques portables. Ils peuvent être produits à l’aide de procédés de déposition sur rouleaux («roll-to-roll») qui permettent des économies de coût supplémentaires par rapport à la technologie du silicium. Ils permettraient d’abaisser le coût du photovoltaïque dans un avenir proche.
"La longue série de records de rendement des cellules solaires CIGS flexibles obtenus à l’Empa montre que le rendement des cellules solaires à couche mince peut tout à fait rivaliser avec celui des cellules au silicium polycristallin. Le moment est ainsi venu de passer à l’échelle supérieure avec un partenaire industriel pour des applications techniques et pour que nous puissions aussi produire des modules de grande surface" a expliqué le directeur de l’Empa, Gian-Luca Bona.
Pour y parvenir, l’Empa collabore avec la firme Flisom, une jeune entreprise qui se consacre à l’industrialisation de la production des cellules solaires CIGS flexibles.
Ces travaux de recherche bénéficient depuis des années du soutien du Fonds national suisse (FNS), de la Commission pour la technologie et l’innovation (CTI), de l’Office fédéral de l’énergie (OFEN) ainsi que des programmes cadres de l’UE.
** Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche
Pendant ce temps là on investit 16milliards pour une première étape de reproduction d’un soleil sur Terre. Avec ces 16milliards dnas la recherche (budget public français dans le solaire : 50millions€…) quels progrès considérables réaliserions-nous??? Et si on investit aujourd’hui, dans l’état actuel de la techno : Avec 16milliards on peut installer 16 000MW de solaire dans le sud de la France et produire 21TWh, ou installer 10GW de solaire et 5GW de STEP et produire 13TWh lissés et constants, soit une production identique en qualité à celle d’un EPR.
Au rythme auquel augmente le coût du nucléaire et les énergies fossiles (toujours encore largement dispensées de ne pas payer les externalités liées à leurs émissions de co2), le MW/h voltaïque sera bientôt meilleur marché, tout comme l’éolien. Les arguments de la pensée économique libérale et quelque peu obsolète pour que nos société ne s’engagent pas rapidement et fermement vers un nouveau modèle énergétique, social, politique et économique n’auront bientôt plus guère de poids, hors celui des masses de co2 rejettées par les énergies fossiles. Bref, une excellent nouvelle !
bah voilà que je suis d’accord avec personne : Concernant l’article, il y est question de coûts comparés au silicium or si actuellement le prix du Si cristallin a chuté d’un facteur 10, toutes les autres technos sont restées perchées à 6-10€/Wp. En outre, le CIGS fait un usage important d’Indium et de Gallium : deux métaux extrèmement rares et chers contrairement au silicium qui n’en finit pas de couter deux ronds de carotte. Bref la perspective de baisse du CIS ou CIGS m’inspire plus de doutes que d’enthousiasme. Je n’y crois absolument pas. Concernant ITER C’est un projet de recherche fondamentale ! comme l’accélérateur du CERN dont il utilise des technologies voisines. En fait, on ignore les retombées de ces projets mais on sait qu’il y en aura. Dire qu’ITER s’inscrit dans le marché de l’énergie est un bobard de journaliste certes mais il serait idiot de faire la même erreur que les pronukes et prétendre qu’on pourrait employer ces fonds pour le marché de l’énergie. Il n’y a aucune chance pour qu’un tokamak produise de l’énergie exploitable avant plusieur siècles, et encore , s’il en produisent jamais. Par contre le projet est le prolongement logique des recherches sur le tokamak qui promettent des avancées considérables dans de nombreux domaines scientifiques. Bref , citer ITER dans ce contexte est une erreur Enfin je ne suis pas du tout d’accord pour dire que les monopoles de l’énergie sont le produit de la pensée économique libérale. C’est encore plus faux si on considère que la Chine, la Russie et la France sont les trois grands défenseurs de leur système ultra centralisé et très nucléarisé de l’énergie. Les trois pays sont tout sauf libéraux – historiquement la France prétend être libérale mais nous savons tous qu’il n’en est rien : le monopole est l’anti-libéralisme. Bref je trouve cet amalgame complètement à coté de la plaque : le secteur énergétique libéral en France est exclusivement concentré sur les EnR actuellement ce que le monopole supporte très mal et les attaques sont constantes : notamment la CSPE qui aura été la première subvention en france qui ne soit pas uniquement destinée à des fonctionnaires ! Bref : je suis en froid avec tout ce que je lis sur cette page et je me demande si je suis dans un jour très négatif où si tout le monde s’est mis d’accord pour écrire des craques sur cette page…
avec Lionel. Il n’y a pas que le CO2 qui pollue, il y en a qui polluent les articles aussi. Ne mélangez pas à chaque fois les sujets en les comparant au nucléaire ! Concernant le sujet en question, donc, je suis enthousiaste avec les développements technologiques s’ils aboutissent à une processus industriel rentable et fiable. Quand je vois des plastiques au soleil, j’ai toujours un doute sur la durée.