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br> L'Allemand Q-Cells, en difficulté après un premier semestre désastreux (baisse du chiffre d'affaires de 36% et 696 M€ de pertes nettes) du fait de la baisse de la demande dans les cellules solaires, a annoncé en août la suppression de 500 emplois, soit environ 1/5 de son effectif, et un programme visant à réduire ses coûts de production de 25% ; la société prévoit d'arrêter la production sur ses lignes les plus anciennes de son site de Thalheim.

Selon Q-Cells, le prix de vente moyen des cellules solaires a baissé de 20% au deuxième trimestre 2009 comparé au trimestre précédent. En outre, la société a signé avec ses fournisseurs des contrats d'achat de tranches de silicium qui sont désormais trop coûteuses.

Dans une récente étude de DisplaySearch, Q-Cells est classé 2ème fabricant mondial, derrière l'Américain First Solar, à égalité avec le Chinois Suntech.

En coopération avec l'Institut für angewandte Photophysik (IAPP) de l'université technique de Dresde, les sociétés Heliatek et BASF viennent de réaliser une cellule solaire organique (tandem), empilant donc deux cellules, qui affiche un rendement de conversion de 5,9% sur une surface active de 2 cm2 ; il s'agit là du premier résultat d'un projet de R&D, appelé OPEG (Photovoltaïque organique pour un approvisionnement énergétique intégrable), lancé l'été dernier et subventionné à hauteur de 16 millions d'euros par le ministère allemand de l'éducation et de la recherche, et qui devrait aboutir en 2011.

La technologie fait appel à un matériau « oligomère », mis au point par Heliatek et un laboratoire de l'université d'Ulm, et à un colorant de synthèse fourni par BASF. Un procédé de dépôt vapeur sous vide permet de réaliser des couches ultraminces de seulement 100 nm.

Le projet OPEG s'est fixé pour objectif d'atteindre un rendement de conversion de 9-10% et de mettre en place une ligne pilote de production d'ici 2011. Parmi les autres partenaires du projet figurent notamment les sociétés Bosch, qui a par ailleurs une filiale cellules solaires (Ersol), et Novaled, un essaimage de l'IAPP qui a déjà transféré le procédé de dépôt couches minces dans la production d'écrans plats type OLED.

Fondé en 2006, Heliatek est un essaimage des universités de Dresde et d'Ulm, avec pour vocation le développement et la commercialisation de cellules solaires organiques selon un procédé roll-to-roll sur substrat flexible de grandes dimensions. La jeune pousse a obtenu, entre autres, un financement de la part des groupes allemand Bosch et BASF (1,6 M€ chacun en 2007).

A l'occasion de la Royal Society Summer Science Exhibition de Londres, QuantaSol a dévoilé une cellule solaire à jonction unique en arséniure de gallium (GaAs) affichant un rendement de conversion de 28,3% avec une concentration d'un facteur 500 ; la jeune pousse britannique, qui a fait tester sa cellule par l'institut Fraunhofer des systèmes solaires (ISE) de Fribourg (Allemagne), affirme être prête à lancer la production en sous-traitance chez des fondeurs, et attaque maintenant le développement de cellules solaires à jonctions multiples.

QuantaSol pense pouvoir atteindre un rendement de conversion de plus de 30% avec une cellule tandem (à double jonction) et près de 40% avec une cellule à triple jonction.

Créée en 2006, la société QuantaSol est un essaimage de l'Imperial College de Londres, où des travaux sur les cellules solaires à haut rendement faisant appel à des nanostructures, notamment des puits quantiques réalisés en superposant des couches d'InGaAs, ont démarré dès 1989 grâce à une aide financière du Greenpeace Trust.

Avec sa technologie SB-QWSC (stress-balanced Quantum well solar cell), QuantaSol vise les fabricants de systèmes photovoltaïques à concentration destinés à la réalisation de fermes solaires.

La société vient par ailleurs de finaliser un deuxième tour de table, qui lui a rapporté 2 millions de livres.

Le fabricant allemand Q-Cells, jusqu'ici essentiellement producteur de cellules solaires en silicium, vient de racheter le Suédois Solibro, avec qui il avait créé une société commune fin 2006 en Allemagne, en vue d'industrialiser puis de commercialiser des cellules solaires couches minces réalisées selon une technologie CIGS développée à l'université d'Uppsala ; la production de volume avait démarré fin 2008 après une série de tests.

Les cellules solaires de Solibro afficheraient aujourd'hui déjà un rendement de conversion supérieur à 11%. La société est en train de se doter d'un deuxième site de fabrication et vise une capacité de production de 90 MW d'ici à fin 2009.

Sanyo projette l'installation d'une ligne supplémentaire de production de cellules solaires de haut rendement faisant appel à sa technologie HIT (heterojunction intrinsic thin film layer) sur son site d'Unnan (Shimane Sanyo), qui devrait être opérationnelle en avril 2010 ; sa capacité de production passera ainsi de 130 MW à 220 MW sur ce site.

Le Japonais veut ainsi anticiper la reprise de la demande sur le marché du photovoltaïque l'an prochain. Il possède par ailleurs une usine à Nishikinohama, près d'Osaka, avec une capacité de production de 210 MW.

La cellule solaire HIT est à hétérojonction, et se compose de silicium monocristallin et de couches minces de silicium amorphe. Un rendement de conversion de 23% a récemment été atteint en laboratoire, contre 22,3% précédemment (silicium encore plus pur, diminution des pertes d'absorption et de la résistance de l'électrode de surface).

Structure de la cellule solaire HIT de Sanyo

Le fabricant coréen d'écrans LCD LG Display projette d'investir 50 milliards de wons sud-coréens, soit quelque 28 M€, dans les cellules solaires de type couches minces, avec la création d'une ligne pilote de R&D et la mise en place de ressources de test ; il vise un rendement de conversion de 14% à l'horizon 2012, date à laquelle il compte lancer la commercialisation.

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.

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.

Le fabricant chinois de cellules et panneaux solaires Yingli Green Energy vient de signer un accord de R&D et de transfert technologique avec l'ECN (Energy Research Centre of the Netherlands) : l'accord prévoit le développement de la technologie de cellules photovoltaïques de haut rendement potentiel en silicium cristallin, nommée PANDA, de l'ECN et son transfert dans l'usine de Yingli à Baoding, en Chine.

Aucun autre détail, ni sur les performances visées, ni sur la durée du projet de R&D, n'a été divulgué.

L'accord est en fait tripartite : le fabricant d'équipements Amtech Systems fournit la technologie et les machines de production.

Schott Solar vient de rejoindre le tout récent programme de R&D multipartenaire dédié aux cellules solaires en silicium cristallin de l'IMEC, dont l'objectif consiste notamment à atteindre un rendement de conversion de 20% et à réduire les coûts ; d'une durée de trois ans, ce programme vise aussi à diminuer la quantité de silicium utilisée, en diminuant l'épaisseur de silicium de 150 µm à 40 µm.

Parallèlement, des travaux porteront aussi sur des cellules couches minces, avec des films de silicium épitaxié de moins de 20 µm d'épaisseur.

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.

Après un premier trimestre 2009 difficile, avec un chiffre d’affaires en baisse de 38,2%, à 32,4 millions d’euros, contre 52,4 M€ un an plus tôt, le fabricant allemand de cellules solaires Ersol, filiale du groupe Bosch, revoit à la baisse ses prévisions pour l’ensemble de l’année : le chiffre d’affaires 2009 devrait se situer entre 330 et 380 millions d’euros et le bénéfice opérationnel (EBIT) entre 30 et 60 M€, contre un pronostic initial de plus de 420 M€ de ventes et un résultat opérationnel de 80 à 90 M€.

Le N°1 mondial des cellules solaires Q-Cells a, lui, vu ses ventes trimestrielles baisser de 17%, à 224,8 M€, contre 269,7 M€ un an plus tôt, son résultat opérationnel (EBIT) s’établissant à 14,7 M€ ; sur l’exercice 2009, le fabricant allemand s’attend maintenant à un chiffre d’affaires de 1,3 à 1,6 milliard d’euros, contre 1,7 à 2,1 milliard jusqu’ici.

La production de cellules solaires a atteint 282,2 M€ sur le trimestre (stocks inclus) chez Q-Cells, les ventes s’élevant, elles, à 238,1 M€ (contre 269 M€ un an plus tôt, et 250,1 M€ au quatrième trimestre 2008). Le résultat net s’est amélioré de 15,9 M€ à 18,9 M€, malgré des coûts de 2,5 M€ pour la montée en puissance du site de production en Malaisie.

L’activité projets de Q-Cells International a atteint un chiffre d’affaires de 84,6 M€ sur le trimestre, soit presque autant que sur l’ensemble de l’année 2008, avec un EBIT de 9 M€.

Le groupe Q-Cells affiche toutefois une perte nette de 391,9 M€ du fait des dépréciations d’actifs suite à la vente de ses parts au capital du Norvégien REC et de l’Américain Solaria. Hors ces effets spéciaux, le résultat s’établissait avec un bénéfice de 4,5 M€. La vente de sa participation de 17,2% dans REC a néanmoins rapporté 530 M€ à Q-Cells.

La société veut encore se désengager de son compatriote CSG Solar, une jeune pousse spécialisée dans les cellules solaires couches minces créée en 2005.

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.

Des chercheurs du Royal Institute of Technology de Stockholm auraient réussi à obtenir un rendement de 44% avec des cellules solaires à pigment photosensible dites de Grätzel, soit plus du double du record actuel.

Les cellules de Grätzel font appel à un principe photoélectrochimique, avec un électrolyte donneur d'électron sous l'effet d'un pigment présent dans un matériau semiconducteur fixé sur la paroi transparente et conductrice de la cellule, qui est excité par le rayonnement solaire.

Evergreen Solar publie un chiffre d'affaires trimestriel de 55,8 millions de dollars, en hausse de 26,2% en séquentiel et de 143% en annuel ; la société américaine, qui fabrique des tranches de silicium de bas coût pour le solaire selon une technologie propriétaire appelée String Ribbon, a atteint son objectif de production de 18 MW au premier trimestre, soit deux fois plus que le trimestre précédent

Encore en pleine phase d'investissement, Evergreen Solar affiche une perte nette de 64,3 millions de dollars au premier trimestre 2009, en hausse de 20% comparé au dernier trimestre 2008. La société prévoit d'atteindre une capacité de production de 40 MW par trimestre d'ici fin 2009.

Elle vient par ailleurs de signer un accord de partenariat industriel avec Jiawei Solar, en vue de construire une unité de production sur le site du Chinois. L'investissement serait de 40 à 50 millions de dollars. D'une capacité initiale de 100 MW, cette usine devrait être opérationnelle au 2e trimestre 2010. Des phases ultérieures d'extension prévoient d'atteindre 500 MW en 2012.

Evergreen Solar compte ainsi baisser le coût de production à 1,40-1,50 dollar/W d'ici fin 2010, et de descendre à 1 dollar/W d'ici à la fin 2012.

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.

LG Electronics, multinationale coréenne en électronique, serait en train de renforcer ses activités de R&D pour le solaire, croit savoir le magazine Forbes qui détaille un investissement de 340 millions de dollars, un plan de recyclage d'une usine de production d'écrans plats vers les cellules solaires à silicium cristallin, et un projet de panneaux couches minces.

Rappelons que le Coréen LG Electronics avait exposé un prototype de chargeur pour téléphone portable alimenté par une éolienne et une cellule solaire lors du Consumer Electronics Show en janvier dernier.

Selon Renewable Energy World, la Corée du Sud a radicalement changé de stratégie dans le domaine de l'énergie solaire : après avoir importé tous les composants nécessaires jusqu'ici (notamment 85% des panneaux solaires installés dans le pays proviendraient d'Allemagne), le pays veut se doter d'ici 2012 d'un savoir-faire quasiment complet ... et a signé pour cela des accords technologiques avec des champions d'outre-Rhin, dans les panneaux solaires (Screen Factory) mais aussi dans l'éolien (Vestas) et les batteries rechargeables (Solvay).

Selon une étude récente de l'EPIA, la Corée du Sud est devenue l'an passé le quatrième marché mondial, avec une croissance des installations de 1 MW en 2005 à 100 MW en 2008. Une puissance de quelque 300 MW sera encore installée d'ici 2010, malgré une baisse des tarifs d'achat de l'énergie électrique produite.

En corée, il existerait un carnet de commandes de quelque 925 projets de centrales cumulant une puissance totale de l'ordre de 625 MW. Si la limitation des subventions (plafonnées à une puissance installée de 500 MW par an) devait être levée, l'EPIA estime que le marché coréen pourrait atteindre 1,3 GW par an d'ici 2013.