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br> L'Américain Xunlight, essaimage de l'université de Toledo dans l'Ohio, vient de se doter de sa première ligne de production de panneaux photovoltaïques couches minces en silicium à triple jonction d'une capacité de 25 MW ; trois autres lignes devraient suivre pour lui permettre d'atteindre une capacité totale de production de 100 MW d'ici fin 2010.

La jeune pousse a récemment démontré la faisabilité de ses panneaux selon un procédé d'impression de type roll-to-roll sur une ligne pilote. Une fois le processus de fabrication stabilisé, elle compte réaliser des panneaux ayant un rendement de conversion de 7,8%.

La société a déjà obtenu 40 millions de dollars de financements, en provenance de capital-risqueurs, et 13 millions de dollars des collectivités locales de l'Ohio et du département américain de l'énergie et du commerce.

Selon Le Dauphiné Libéré, l'inquiétude grandit pour les 600 salariés de Photowatt à Bourgoin-Jallieu, où se trouve le plus grand site de production de panneaux photovoltaïques en France ; les signes négatifs s'accumuleraient en effet : baisse de la production, chômage partiel en mai dernier, fin des contrats intérimaires et CDD, vision à très court terme pour la poursuite de l'activité, etc.

Cette semaine, nous vous proposons, pour l'essentiel, un numéro spécial en grande partie dédié à la « 1ère Journée Technique Photovoltaïque en PACA », organisée le 18 juin dernier au Centre Microélectronique de Provence à Gardanne ; ce rendez-vous a dressé l'état de l'art sur les principaux aspects économiques, technologiques et stratégiques d'une filière en pleine ébullition, en France en général et dans la région Provence-Alpes-Côte d'Azur en particulier, en présentant notamment les forces et les synergies régionales dans ce domaine.

Organisée par Arcsis en coopération avec Optitec et POPsud et soutenue par le pôle de compétitivité Capenergies et Jessica France, la manifestation s'est déroulée pratiquement « à guichets fermés » avec plus de 150 participants tout au long de la journée.

Plutôt qu'un compte-rendu qui serait difficilement exhaustif, nous avons relevé quelques grandes tendances, spécifiques ou non à la région PACA :

La création de sociétés innovantes comme Nexcis, EHW Research, Faldes, ... montre une forte volonté industrielle en région PACA.

La région dispose d'un important potentiel d'innovation, avec des compétences humaines et de réelles synergies entre les acteurs, industriels et scientifiques, des filières de l'optique, du photonique et de la microélectronique, susceptibles de favoriser la création d'entreprises dans le secteur du photovoltaïque. En témoignent notamment, côté R&D, les travaux sur les applications laser pour le photovoltaïque à l'Université de Marseille (LP3), ceux sur les nanostructures et les plasmons pour le photovoltaïque au laboratoire opto de l'IM2NP ainsi que, côté industriel, l'offre couches minces de Cilas, spécialisé dans l'optronique, ou encore le savoir-faire en impression jet d'encre d'Impika, un procédé transférable au photovoltaïque, voire l'offre de dopage des cellules solaires par immersion plasma chez IBS. Le choix de l'Allemand M+W Zander, société leader dans la conception et la réalisation d'usines clés en mains pour la production de cellules et panneaux solaires, de s'implanter à Rousset illustre aussi l'attrait du territoire.

Le contexte général de la région PACA, avec une réelle volonté au niveau de la politique régionale, les compétences existantes, et un fort taux d'ensoleillement, est favorable à la fois à un déploiement de centrales photovoltaïques (la région PACA ne produit aujourd'hui que la moitié de l'énergie qu'elle consomme) et à la mise en place d'une filière industrielle. Sur ce dernier point, la commune de Rousset, après avoir misé il y a 30 ans sur la filière microélectronique, a d'ores et déjà dégagé un site de 35 ha, à côté de la zone industrielle existante.

Les nouvelles technologies de cellules solaires sont plus complémentaires que concurrentes aux filières traditionnelles, qui ont encore un beau potentiel de développement. La part de marché des cellules solaires couches minces – CdTe, CIS, silicium amorphe ou polycristalllin aminci - va augmenter, mais le silicium cristallin restera majoritaire (avec une estimation de 65% de part de marché en 2035). Toutefois, il y a eu récemment de véritables innovations avec des concepts à base de matériaux organiques/inorganiques et électrochimiques (cellules de Graetzel).

Historiquement, depuis 1980, le coût des panneaux solaires a diminué de 22% à chaque doublement des ventes (en volume). La pénurie de silicium en 2007 n'a eu qu'un impact limité (source : EPIA).

La course au rendement de conversion des cellules solaires ne peut pas être un but en soi ; in fine, c'est le prix du Watt qui prime. L'augmentation des capacités de production, par effet d'échelle, et l'innovation sont les deux ingrédients qui contribuent à la baisse des coûts. Mais l'innovation se décline à tous les niveaux : architecture des cellules, surfaçage anti-reflet, électrodes à faible résistance de contact, élimination des sources d'ombrage par contacts arrières, silicium en couche mince, diminution des pertes de silicium en cours de production (suppression du sciage), nouvelles méthodes de tirage du silicium en bande (Evergreen Solar), cellules solaires biface (Origin Energy), ...

Selon les technologies, les rendements de conversion des cellules solaires en production industrielle sont très inférieurs à ceux obtenus en laboratoire : l'écart va, par exemple, de 15-20% à près de 25% pour le silicium cristallin, de 9-11% à 19% pour les cellules CIS/CIGS, de 8-10% à près de 17% pour les cellules CdTe, de 4-5% à près de 11% pour les cellules de Graetzel (source : Coexel, INES).

Installée dans les locaux de l'ex-usine 125 mm de STMicroelectronics à Rousset, la jeune pousse Nexcis, créée en octobre 2008, développe actuellement une technologie de panneaux photovoltaïques à partir de cellules couches minces, appelée CISEL (pour cuivre, indium et selenium/soufre électrodéposés) en visant, à terme, un coût de fabrication inférieur à 0,8 €/W : elle travaille en outre déjà sur des générations futures, avec notamment l'ajout de gallium, et vise à faire passer son effectif de 23 personnes aujourd'hui à 40 personnes en 2010 ; la société devrait disposer fin 2011 d'une ligne de production pilote d'une capacité de 20 MW - l'investissement nécessaire n'a pas encore été dévoilé -, qui emploierait 100 à 150 personnes supplémentaires, avant de passer au déploiement industriel.

La société Nexcis est un essaimage de l'Institut de R&D sur l'énergie photovoltaïque (IRDEP), un laboratoire commun à EDF et au CNRS, situé à Chatou. Elle a été créée par Olivier Kerrec, aujourd'hui directeur général, et Pâris Mouratoglou (via la société SIIF Luxembourg), président de Nexcis et président d'EDF Energies Nouvelles. "Nous nous sommes implantés à Rousset car nous y avons trouvé les compétences humaines nécessaires pour passer rapidement au stade industriel", précise Olivier Kerrec.

En train de finaliser le montage financier qui lui permettra de passer à la vitesse supérieure, avec notamment l'entrée du groupe EDF au capital, la jeune pousse est aussi confrontée à plusieurs défis technologiques : augmenter le rendement de conversion des panneaux solaires afin d'atteindre 8 à 12% et accélérer les temps de transfert de la R&D à la production pilote dans un premier temps, puis du pilote à la production industrielle. L'ajout de gallium devrait permettre de passer la barre des 10%. Pour ses travaux de R&D, Nexcis a signé des partenariats stratégiques avec STMicroelectronics et IBM, ainsi qu'avec des entités locales (CIMPACA, laboratoires universitaires, etc.).

La technologie CISEL fait appel à un procédé innovant d'électrodéposition de couches successives par électrolyse. Les cellules solaires sont réalisées en huit étapes, directement aux dimensions du panneau final. L'assemblage des panneaux compte quatre étapes supplémentaires. La majorité des étapes du process s'effectuant sous pression atmosphérique, ce procédé est moins coûteux que des fabrications de panneaux couches minces sous vide.

« Nous travaillons dans un premier temps avec un substrat verre mais nous prévoyons de développer aussi le concept sur un substrat métallique et de réaliser l'encapsulation des panneaux avec un matériau polymère afin d'obtenir des panneaux plus légers et flexibles, adaptés aux toits des bâtiments à faible charge au sol », précise Philippe Calzi, directeur marketing. La production pourrait ainsi être hautement automatisée dans le cadre d'un procédé roll-to-roll.

La société envisage de commercialiser les deux familles de produits en parallèle : les modules bi-verre seront destinés à l'intégration au bâti et aux centrales au sol, tandis que les modules plus légers viseront les applications en surimposition. Les panneaux solaires de Nexcis pourront aussi servir dans des applications aussi diverses que des auvents ou des pare-soleils.
Le développement de la technologie CISEL a été largement soutenu par les autorités publiques, dont l'ANR et surtout l'ADEME depuis 2003.

Le Salon International des énergies renouvelables et de la maîtrise de l'énergie (Sireme), qui se déroulera du 24 au 26 juin 2009 à la Porte de Versailles à Paris, s'annonce riche en nouveautés, notamment dans le domaine du photovoltaïque ; voici quelques exemples : le système photovoltaïque intégré en toiture Integrafix-R d'Apex BP Solar, le mur végétalisé Garden & Sun de Tenesol, le garde-corps de sécurité à panneaux photovoltaïques Barrial de Dani Alu, le KIT_3000 d'Aleo Solar, qui comprend tous les composants nécessaires pour une installation PV de 3 kWc, les panneaux Latitude Solar d'Elsingor, équipés d'un verre structuré pour une plus grande productivité, etc.

Parmi les nouveautés, on peut également citer : la solution BacSun pour les charpentes industrielles et agricoles d'IBC Solar, le logiciel de dimensionnement photovoltaïque Solmetric de SJC Consulting, la gamme de convertisseurs Sunsys de Socomec, qui couvre toutes les applications de 2,2 kW jusqu'au MW, le panneau solaire de 120 Wc pour l'intégré au bâti de Solaria, les panneaux solaires derniers-nés spécialement adaptés aux installations de 3 kWc de Soleos Solar, et le système de montage Sunvolt Integral de Thermovolt.

Benoît Rolland, directeur général de Tenesol, a présenté la semaine dernière la stratégie de la filiale 50/50 des groupes Total et EDF : amélioration à 160 Wc/m2 de la puissance des panneaux de filière silicium, sélection de fournisseurs de cellules pour une offre en couches minces dès 2010, partenariat avec Saft dans le stockage.

Conséquence de la crise financière qui entraîne des problèmes de financement pour les projets photovoltaïques et a conduit à une surcapacité de production mondiale, le prix des systèmes photovoltaïques a chuté d’environ 15% sur les douze derniers mois et celui des panneaux, qui représentent environ les deux-tiers du coût d’un système, a chuté de 20% à 25%, selon Benoît Rolland. La donne économique a en effet beaucoup changé en un an. Ainsi, le marché espagnol du photovoltaïque, qui a représenté 2600 MWc l’an passé, soit 40% des installations mondiales, n'a atteint que 50 MW depuis début 2009 et ne devrait pas dépasser 500 MWc installés sur l'ensemble de cette année.

Pour autant, Tenesol, dont le chiffre d’affaires a progressé de 45% en 2008, à 193 M€ (pour un bénéfice net de 8 M€, soit le double de 2007), vise pour 2009 un chiffre d’affaires compris entre 250 et 300 M€. Il est vrai que le retard de la France (175 MWc de puissance installée fin 2008), face à l’Espagne (3400 MWc) et surtout à l’Allemagne (5300 MWc) laisse une marge de progression gigantesque. Reste que Tenesol, qui emploie près de 900 personnes dans le monde, n’a réalisé en 2008 que 29% de son CA dans l’Hexagone, contre 19% en Outre-Mer (où le Français exploite notamment en propre environ 500 fermes solaires d’une puissance cumulée de 31 MWc qui devrait être portée à 50 MWc d’ici la fin de l’année), 31% dans le reste de l’Europe et 21% à l’international. La clientèle des particuliers en Métropole (8% du CA) devrait voir son poids progresser de 30% cette année, au travers d’un partenariat avec Evasol, premier installateur de photovoltaïque pour les particuliers en France. Les agriculteurs, les industriels, les promoteurs immobiliers et les marchés publics représentent les autres secteurs de clientèle de Tenesol, qui, outre son métier de fabricant de panneaux (2/3 du CA), se définit comme un fournisseur de systèmes solaires clés en mains.

Premier fabricant français, Tenesol se situe entre le 15e et le 20e rang mondial pour la production de panneaux. Sa capacité de production atteint aujourd'hui 105 MWc au total, avec 55 MWc dans son usine en Afrique du Sud et 50 MWc dans sa deuxième usine implantée à Toulouse (soit une surface totale d’environ 550 000 m2 de panneaux).

Tenesol intègre essentiellement des cellules solaires fabriquées par le Belge Photovoltech et l’Allemand Q-Cells. Pour 2010, le fabricant vise une amélioration de 15% à 20% de la puissance électrique restituée au m2, soit environ 160 Wc/m2, contre 100 à 135 Wc/m2 aujourd'hui. Il prévoit de livrer 100 MWc de panneaux cette année, après 65 MWc en 2008.

Actuellement, le groupe français est en train de valider des fournisseurs de cellules couches minces afin de proposer une offre commerciale de panneaux en 2010, même s’il reconnaît que le peu de recul dans cette filière n’est pas sans poser des problèmes de garantie (les panneaux actuels commercialisés par Tenesol sont garantis 25 ans).

Enfin, Tenesol a également noué un partenariat dans le stockage d’énergie avec le fabricant de batteries industrielles Saft, avec l’objectif de disposer d’une offre commerciale de batteries Li-Ion adaptées au solaire dès 2011.

Dans l’immédiat, Tenesol va surtout s’attacher à développer les ventes de ses nouveaux produits conçus avec des industriels couvreurs : solution photovoltaïque intégrée en fibres-ciment avec Eternit, structure intégrée en toiture et/ou en façade avec Smac, filiale étanchéité de Bouygues, bacs acier avec Solar Composites.



Frédéric Fassot

Des négociations sont sur le point d'aboutir entre Centrosolar et un consortium d'industriels portugais pour sauver Itarion Solar, société commune créée par l'Allemand avec le fabricant de mémoires Qimonda à Vila do Conde, au nord du Portugal ; mené par la banque BPA, ce consortium reprendrait 51% d'Itarion.

Le consortium comprendrait des banques, des fournisseurs d'énergie et des constructeurs du bâtiment. Centrosolar s'est engagé à racheter entre le tiers et la moitié de la production de cellules solaires en silicium cristallin d'Itarion ; l'usine, qui a représenté un investissement de quelque 70 millions d'euros pour sa première phase, devrait être opérationnelle au premier trimestre 2010. Il serait même question de lui adjoindre une unité d'assemblage de panneaux photovoltaïques.

L'Américain Xunlight, essaimage de l'université de Toledo dans l'Ohio, vient de démontrer la faisabilité de panneaux photovoltaïques souples de grandes dimensions : avec un procédé d'impression de type roll-to-roll, des panneaux couches minces en silicium à triple jonction de 90 cm x 1,50 m et de 90 cm x 5,40 m ont pu être réalisés ; une fois le process stabilisé, le rendement de conversion pourrait dépasser les 7%.

Xunlight estime que son procédé de fabrication devrait permettre de produire des panneaux sur rouleaux de plus de 1,5 km de longueur ...

La société a déjà obtenu 40 millions de dollars de financements, en provenance de capital-risqueurs, et 13 millions de dollars des collectivités locales de l'Ohio et du département américain de l'énergie et du commerce.

Le solaire, un nouveau filon pour la sous-traitance électronique ? Jabil Circuit y croit : le sous-traitant a signé un accord avec SunPower en vue de fabriquer des panneaux photovoltaïques pour le compte de ce dernier dans son usine mexicaine à partir du deuxième semestre 2009 ; cette production sera principalement destinée au marché américain, mais s'inscrit dans la stratégie de SunPower qui consiste à développer l'assemblage de panneaux PV dans chacune des grandes régions visées.

Jabil Circuit projette également de développer ses capacités de production de panneaux PV en sous-traitance pour des clients en Europe.

L'Allemand Würth Solar a dévoilé un système de façade intitulé “ARTLine Invisible" réalisés avec des panneaux photovoltaïques de type CIS (couches minces) de sa fabrication; développé avec le spécialiste des façades StoVerotec, ce système combine homogénéïté et esthétisme, grâce à des panneaux CIS de couleur noire (classique) mais aussi rouge, verte, jaune, bleue ou blanche, ouvrant la voie à des réalisations architecturales inédites.

Les panneaux GeneCIS (8) de Würth Solar sont directement montés sur une plaque de support de 20 mm d'épaisseur (6), et accrochés sur une sous-structure (3, 4 et 5). Le tout est fixé sur le mur (1) avec une isolation et une ventilation arrière (2), ainsi qu'un câblage caché dans l'intervalle avec le mur.
Photo : Würth Solar.

Dans les équipements de production de panneaux solaires, Oerlikon Solar a choisi Intersolar pour annoncer avoir atteint un rendement de 11% pour son offre couches minces Micromorph : les panneaux de 1,4 m2 réalisés selon la technologie Micromorph avec ses équipements de production délivrent une puissance de 151 W, une performance qui permet au fabricant de viser avec confiance un objectif de 0,70 $/W d'ici fin 2010.

La technologie Micromorph, brevetée par Oerlikon Solar, booste le rendement des cellules solaires grâce à l'adjonction d'une deuxième couche d'absorption micro-cristalline après la couche de silicium amorphe, qui convertit l'énergie du spectre rouge et infrarouge de la lumière solaire captée.

Dans le domaine des panneaux solaires, la tendance vers des solutions de type intégré au bâti, en remplacement de tuiles ou d'autres matériaux utilisés en toiture a été notable avec plusieurs annonces : Kyocera a ainsi introduit, sous la référence FD 135GH-2P, un panneau solaire de 150 cm x 67 cm, composé de 36 cellules solaires pour une puissance de 135 W nominale (rendement supérieur à 16%).

Schott Solar a, pour sa part, présenté son panneau InDaX 175 qui se distingue par une puissance nominale de 175 W crête (dimensions : 170 cm x 85 cm).

SolarWatt a, quant à lui, dévoilé son offre d'intégration au bâti Easy-in qui, contrairement aux solutions classiques, ne nécessite ni sous-construction ni système de montage supplémentaire. L'assemblage des panneaux s'effectue à l'aide d'un cadre d'aluminium spécialement préformé. Ce cadre d'aluminium permet d'accrocher simplement les panneaux à la charpente, les mettant ainsi au même niveau que les tuiles, et de les relier entre eux de façon très esthétique sans surélévation.

Le panneau photovoltaïque Poly 300 de Schott Solar, réalisé avec des cellules solaires en silicium polycristallin, affiche une puissance de 300 W crête (1685 mm x 1313 mm); le modèle ASI 100 de Schott, est, lui, un panneau couches minces d''une puissance de 100 W crête pour une dimension de 1100 mm x 1308 mm.

Sanyo a introduit de nouveaux modèles dans sa série de panneaux photovoltaïques HIT : à partir d'octobre prochain, le fabricant japonais proposera, sur le marché européen, son modèle HIT Double qui génère de l'électricité sur ses deux faces, ainsi que les panneaux de hautes performances (240 W) de sa série HIT-HD. La production de volume des panneaux HIT-HD démarrera en octobre 2009 dans une usine de Sanyo en Hongrie.

Concentrix Solar a présenté sa nouvelle génération de panneaux solaires à concentration CX-75 Flatcon de nouvelle génération, qui se distinguent par un rendement moyen record de 27,2%, soit 3% de plus que la génération précédente.

Les panneaux solaires PowerPlus de Conergy existent désormais en version haute performance, avec une puissance de 225-230 W crête; Conergy a aussi étendu de 10 à 12 ans sa garantie de puissance avec un rendement de 92%, et a étendu de 20 à 25 ans sa garantie pour un rendement de 80% de la puissance initiale des panneaux à l'installation. Conergy est un fabricant de panneaux photovoltaïques totalement intégré, avec toute la filière de production, depuis la tranche de silicium jusqu'au panneau fini en passant par la cellule solaire, dans son usine de Francfort/Oder, Allemagne.

Des chercheurs du centre de recherche pour l’énergie solaire et l’hydrogène ZSW du Bade-Wurttemberg, Allemagne, ont mis au point une technique de dépôt de couches qui leur a permis de réaliser des cellules solaires couches minces du type CIGS (cuivre-indium-gallium-sélénium) avec un rendement de conversion de 19,6% ; cette technique est d’ores et déjà transférable en préproduction.

Rappelons que le ZSW a développé la technologie CIGS en coopération avec Würth Solar qui fabrique actuellement des panneaux solaires de ce type avec des rendements de conversion d’environ 12%. Le site de Schwäbisch Hall, d’une capacité annuelle de production de 30 MW, est opérationnel depuis 2006.

Des chercheurs de l’Institut de physique de l’Université Friedrich-Schiller à Jena, Allemagne, travaillent sur un projet de R&D visant à réaliser des panneaux solaires à couches minces de type tellure de cadmium (CdTe) avec un rendement de conversion de 15% ; deux techniques sont à l’étude : l’implantation d’ions une fois la couche CdTe réalisée ou l’injection d’atomes au moment même de la croissance de la couche CdTe.

Ce projet d’une durée de trois ans est subventionné à hauteur de 1,8 million d’euros par le ministère allemand de l’environnement. D’autres équipes de chercheurs se penchent actuellement sur la même problématique, notamment à l’Université du Colorado, aux Etats-Unis, et à l’Université de Darmstadt, en Allemagne.

Tenesol, fabricant français de panneaux photovoltaïques en silicium cristallin et filiale 50/50 des groupes Total et EDF, a réalisé un chiffre d’affaires de 193 millions d’euros en 2008 ; son résultat net a doublé à 8 M€.

Telesol possède deux usines, l’une d’une capacité annuelle de production de 55 MW crête en Afrique du Sud, l’autre d’une capacité de 50 MW crête, située à Toulouse.

Dans une interview accordée au Financial Times, Rick Tsai, CEO de TSMC, le plus grand fondeur de semiconducteurs avec 10,6 milliards de dollars de chiffre d'affaires en 2008, dévoile ses intentions d’entrer dans la filière industrielle du solaire. Le dirigeant de la filiale chinoise est notamment chargé d’explorer les possibilités dans la production de cellules et panneaux solaires.

Selon Digitimes, TSMC aurait pris des contacts avec de nombreux fabricants de la filière et projetterait d’entrer sur le marché des équipements de production pour le photovoltaïque.

Rappelons que le fondeur chinois de semiconducteurs SMIC a, lui, également annoncé son intention de produire des cellules solaires.

Solyndra, fabricant de panneaux solaires à cellules cylindriques, vient de signer un accord avec le spécialiste des onduleurs et autres composants pour le photovoltaïque Satcon ; selon les termes de cet accord, les deux sociétés vont commercialiser des systèmes photovoltaïques complets, associant les panneaux du premier avec les onduleurs du deuxième.

L'accord prévoit aussi des projets communs pour développer des nouvelles technologies afin d'optimiser la réalisation, le rendement ainsi que le retour sur investissement des centrales solaires industrielles et commerciales de grande taille.

BP Solar étend son réseau de partenaires commerciaux en Allemagne, Europe du Nord et de l'Est en signant un accord de distribution avec EWS ; ce dernier sera le cinquième revendeur au sein du réseau Team Solar que le fabricant de panneaux solaires a lancé il y a trois ans.

L'Américain First Solar publie un chiffre d'affaires trimestriel de 418,2 millions de dollars, en légère baisse séquentielle comparé aux 433,7 millions de dollars au quatrième trimestre 2008, mais en très forte hausse annuelle comparé aux 196,9 millions de dollars à la même période l'an dernier ; son résultat net s'établit à 164,6 millions de dollars.

Le Norvégien Renewable Energy Corporation dévoile un chiffre d'affaires trimestriel en hausse de 14%, à un peu plus de 230 millions d'euros (2013 millions de couronnes norvégiennes), comparé au premier trimestre 2008 ; son résultat opérationnel a été divisé par deux, à 34 millions d'euros (302 millions de couronnes norvégiennes).

L'Allemand SolarWorld affiche un premier trimestre 2009 encourageant : ses ventes ont progressé de 5% en annuel, à 176 millions d'euros, et son bénéfice opérationnel est resté stable, à 39 millions d'euros, pour un résultat net de 24 millions d'euros.