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br> Chômage partiel chez Photowatt France, Q-Cells et Sovello ; frein à l'extension de la production chez SunPower ; année 2009 « faible » en vue chez JA Solar ; chute des ventes chez BP Solar ; suppressions d'emplois chez Oerlikon Solar : l'accumulation de mauvaises nouvelles ces derniers jours semble montrer que le secteur du photovoltaïque a été rattrapé par la crise.

Chez Photowatt France, le chômage partiel touchera 450 employés pour une durée de trois semaines à partir de début mai sur son site de Bourgoin-Jallieu (fabrication de cellules et assemblage de panneaux solaires) ; la société projette aussi d'implémenter des améliorations au niveau des procédés de fabrication.

Chez l'Allemand Q-Cells, le chômage partiel pourrait toucher presque la totalité des 2000 employés sur son site de Bitterfeld-Wolfen, sans précision de durée. Son compatriote et voisin Sovello, également fabricant de cellules solaires, a prévenu ses 1100 employés que les mesures de chômage partiel pourraient durer jusqu'en octobre.

Selon de nombreuses analyses de marché, la situation est principalement due à une surcapacité de production de cellules et de panneaux solaires au niveau mondial, qui s'ajoute aux problèmes de financement sur fond de crise internationale ... et à la baisse drastique du marché espagnol.

Dans une présentation lors de la conférence Organic Photovoltaics 2009 à Philadelphie, la société d'analyses EuPD Research a estimé que la production de panneaux photovoltaïques pourrait dépasser la demande de plus de 4 GW crête en 2009. La demande devrait, elle, retomber de 6,7 GW crête l'an passé à environ 5 GW crête cette année.

Au premier trimestre 2009, BP Solar n'a vendu que 15 MW de panneaux photovoltaïques, contre 34 MW au premier trimestre 2008. Solargiga affiche pour sa part un recul de son chiffre d'affaires de 48,4% sur la même période. Les ventes de SunPower ont, elles, baissé de 45% en séquentiel, parallèlement à une progression de 37% de ses stocks. La société a immédiatement stoppé l'extension de son usine aux Philippines et réduit de 30% les investissements prévus sur l'année. Enfin, le Suisse Oerlikon, fabricant d'équipements pour la production de cellules photovoltaïques, a vu ses ventes diminuer de 32% au premier trimestre 2009 ; il annonce 60 suppressions de postes et met 200 employés au chômage partiel.

Dans un dossier consacré au photovoltaïque, le Financial Times Deutschland semble, lui, convaincu que l'industrie du solaire sera bientôt confrontée à une vague de faillites, notamment du côté des fabricants de cellules solaires. Il existerait aujourd'hui quelque 150 fabricants dans le monde. C'est trop, disent les experts. Le quotidien allemand estime que la situation actuelle ressemble étonnamment à celle de la bulle Internet début 2000.

Sunrise Global Solar Energy, fabricant taiwanais de cellules solaires en silicium monocristallin, et l'Université de New South Wales (NSW), Australie, viennent de démarrer un programme de développement technologique visant à atteindre, à court terme, un rendement de conversion de 18,5%, contre 17,3% aujourd'hui ; le programme est prévu pour une durée de 5 ans, avec l'objectif de dépasser éventuellement les 20%.

L'Américain Solarmer Energy vient de présenter ses derniers modèles de cellules solaires organiques dont le rendement de conversion atteint désormais 6,31%, un résultat encourageant pour la société qui vise une commercialisation à partir de 2010 ; parallèlement, Solarmer travaille sur des cellules solaires en plastique translucide, avec un taux de transparence de 45% aujourd'hui, susceptibles de remplacer le vitrage classique dans les immeubles.

Par ailleurs, des chercheurs coréens du Gwangju Institute of Science and technology (GIST) ont réalisé, eux, une cellule solaire organique, sur substrat plastique, affichant un taux de conversion de 6,2%.

En Inde, la société Indosolar projette d'investir plus de 300 M$ dans une usine de fabrication de cellules solaires en silicium mono et polycristallin ; la capacité de production totale devrait être de 360 MW.

L'investissement devrait être réalisé en deux étapes, une première pour mettre en place deux lignes de production de 80 MW chacune avec des équipements de l'Allemand Schmid Technology Systems. Deux lignes supplémentaires de 100 MW chacune seront installées ultérieurement.

Selon le quotidien économique Nikkei, Hitachi envisagerait de faire son entrée sur le marché des cellules solaires par le biais d'un partenariat avec Showa Shell Sekiyu KK, à qui il serait sur le point de vendre son usine de fabrication de dalles plasma pour récepteurs TV à écrans plats de Miyazaki, au Japon.

Des chercheurs du Centre de recherche Néerlandais sur l'Energie (ECN) viennent de réaliser un panneau photovoltaïque avec un rendement de conversion de 16,4% ; le panneau contient 36 cellules solaires en silicium polycristallin de seulement 120 µm d'épaisseur, avec les contacts sur l'arrière selon la technologie MWT qui devrait être introduite en production chez Solland Solar vers la fin 2009.

L'Arizona Science Foundation vient d'annoncer un investissement de 4 M$ dans cinq projets de recherche portant sur des réflecteurs bas coût pour le photovoltaïque par concentration, sur des films nanostructurés pour des panneaux solaires couches minces, sur des tests de fiabilité de systèmes photovoltaïques, sur le stockage de l'énergie solaire et sur des logiciels de gestion intelligente d'un réseau électrique distribué ; ils seront menés au sein du Solar Technology Institute en coopération avec plusieurs partenaires industriels américains et les universités de l'Arizona.

En étudiant les propriétés dans l'infrarouge de films minces à base de nanotubes de carbone à simple paroi, optiquement transparents et conducteurs, des chercheurs de l'University of California ont constaté que ces films conservaient un taux de transmission moyen de plus de 90% sur une large gamme de longueurs d'ondes ; cette caractéristique pourrait permettre d'améliorer le rendement des cellules solaires infrarouges.

Pour plus d'informations : BE Etats-Unis 162

Sunovia Energy Technologies et EPIR Technologies viennent d'obtenir un contrat d'aides du département américain de la défense pour un montant de 9 millions de dollars afin d'étendre leurs capacités de production de tranches CdTe/Si pour les besoins des cellules solaires ; selon Sunovia, cette technologie devrait permettre de réaliser des cellules de haut de gamme pour un coût cinq fois moins élevé que celui des solutions les plus performantes actuelles.

EPIR avait développé initialement le procédé d'intégration du CdTe sur silicium pour l'imagerie infrarouge. Sunovia a mis au point des cellules solaires CdTe/Si et les intègre dans des systèmes photovoltaïques.

Les deux sociétés américaines sont en train d'installer une centrale solaire de 20 MW en République dominicaine.

Un projet de R&D portant sur l’optimisation des cellules solaires vient de démarrer à l’Institut Fraunhofer des systèmes solaires (ISE) de Fribourg en Brisgau, en Allemagne : son objectif consiste à réduire les coûts de manière à atteindre la parité entre l’électricité solaire et l’électricité distribuée au plus tard en 2015 ; les travaux de ce projet, intitulé xµ, porteront notamment sur l’industrialisation de cellules solaires ultraminces en silicium de 130 µm d’épaisseur d’ici deux ans.

D’ici cinq ans, des cellules solaires d’une épaisseur de 80 µm devraient également être industrialisables. Les cellules seront de dimensions classiques (12,5 cm x 12,5 cm).

Le projet est porté par un consortium allemand composé de 27 entreprises et 12 laboratoires de recherches de la Solarvalley Mitteldeutschland (Saxe, Saxe-Anhalt et Thuringe), réunis en cluster d’excellence. Ce consortium a choisi l’ISE comme partenaire pour la recherche scientifique. Cet institut de R&D détient déjà plusieurs records, en laboratoire, dans le domaine du solaire, avec notamment un rendement de conversion de 20,4% pour une cellule solaire en silicium polycristallin d’1 cm2.

Dans le cadre du projet européen Crystal Clear, l’ISE a déjà prouvé, en laboratoire, la stabilité du rendement de conversion de 18% d’une cellule solaire de 130 µm d’épaisseur (et de 12,5 cm x 12,5 cm de dimensions). Il reste maintenant à développer le procédé de fabrication adapté.

L‘IMEC, l’institut de recherche belge en nanotechnologies, projette de développer une technologie de cellules solaires organiques économiquement viable, en coopération avec la société Cytec Industries, un spécialiste de la chimie et des matériaux ; l’objectif consiste à aboutir à un procédé de fabrication stable permettant de créer des cellules solaires d’une longévité supérieure à 5 ans.

Au cours des dernières années, la R&D dans les cellules solaires, toutes technologies confondues, a essentiellement porté sur le rendement de conversion de l’énergie solaire en énergie électrique.

Un deuxième frein au développement des cellules solaires organiques réside toutefois dans la longévité de ces cellules. L’IMEC et Cytec vont s’y attaquer de deux manières : la première consistera à stabiliser la nanomorphologie des matériaux actifs utilisés ; la seconde portera sur le développement d’un matériau et process d’encapsulation des cellules solaires afin de supprimer les dégradations causées par des infiltrations de vapeur d’eau ou d’oxygène.

Le projet est prévu pour une durée de deux ans.

Cellules solaires organiques développées à l’IMEC

SpectraWatt, essaimage d’Intel dans les cellules solaires créé en 2008 et cofinancé par Goldman Sachs et Solon, vient d’annoncer son déménagement de l’Oregon vers l’état de New York, où elle va également construire sa première usine ; la jeune pousse se propose d’investir 80 millions de dollars dans un site d’une capacité annuelle de production de 60 MW.

L’usine sera installée dans le Hudson Valley Research Park, à Hopewell Junction, et devrait être opérationnelle début 2010. Sa capacité de production de cellules solaires en silicium devrait être étendue avec deux lignes de production supplémentaires au cours des deux prochaines années.

Helios Technology, spécialiste italien du solaire, vient de démarrer la production de cellules solaires dans sa deuxième usine de production d’une capacité annuelle de 30 MW crête, portant ainsi sa capacité totale à 60 MW crête ; leader sur le sol italien, la société a en outre commencé l’assemblage de modules photovoltaïques sur un site d’une capacité de production de 50 MW crête, qui devrait être pleinement opérationnel avant l’été 2009.

Helios, qui appartient au groupe Kersel depuis 2006, fabrique des cellules solaires classiques en silicium monocristallin et polycristallin, avec des rendements respectivement supérieurs à 17,5% et 16,5%.
Les modules fabriqués par l’Italien ont une puissance maximale de 235 W crête.

C’était prévisible : l’Allemand Q-Cells et le Chinois LDK Solar viennent d’annoncer la création d’une société commune dédiée au développement de systèmes photovoltaïques de grande taille en Europe et en Chine ; les deux entreprises entendent profiter de la complémentarité de leurs activités et des connaissances respectives sur leurs marchés régionaux afin d‘optimiser la chaîne de production selon un modèle intégré.

Q-Cells et LDK Solar ont déjà démarré un premier projet de système clés en mains. D’une capacité de 40MW, il sera réalisé à 100% avec des cellules solaires de Q-Cells, qui utiliseront uniquement des tranches de silicium de LDK Solar. Des négociations seraient en cours avec des acheteurs potentiels en Europe. Des projets similaires de systèmes clés en mains adaptés au marché émergent chinois sont également en cours de planification.

Le siège de Q-Cells à Bitterfeld-Wolfen, en Allemagne

Selon une étude de NanoMarkets, les ventes de cellules solaires couches minces en silicium amorphe passeront à 4,1 milliards de dollars en 2014 contre 1,3 milliards de dollars cette année ; 54% des modules à cellules couches minces vendues aujourd’hui sont à base de silicium amorphe.

Le silicium amorphe se prêterait en outre particulièrement bien à la réalisation de cellules solaires sur substrat flexible, ce qui susciterait de nouvelles opportunités. En 2011, la part de marché des modules à cellules en silicium amorphe sera encore de 47%.

Selon NanoMarkets, l’évolution des technologies de dépôt de matériau et d’autres améliorations pourraient tirer le rendement de conversion au-dessus de 15%. A partir de 2011, des approches telles que le procédé CIGS, le photovoltaïque organique ou encore les cellules à pigment photosensible, outre les cellules à base de CdTe, impacteront plus fortement le marché.

Selon une récente étude de l’institut allemand IZT, un manque de disponibilité de métaux rares tels que le gallium, l’indium ou le tellure pourrait freiner l’évolution vers une production de masse des cellules solaires couches minces d’ici 2030 : l’indium est un métal rare convoité aussi bien par l’industrie des écrans plats que par les fabricants de cellules solaires utilisant le procédé CIGS (cuivre/indium/gallium/sélénium), tandis que les industriels du semiconducteur utilisent le gallium pour des circuits intégrés haute vitesse.

Selon l’IZT, à l’horizon 2030, la demande de gallium serait environ 6 fois la production minière actuelle, tandis que les besoins d’indium s’élèveraient à quelque 3,3 fois la production actuelle. A noter que plus de 70% des ressources mondiales d’indium se trouvent en Chine.

La société japonaise Toray Industries, un spécialiste des matériaux composites, vient de mettre au point un matériau polymère adapté à la fabrication de cellules solaires organiques, qui lui aurait permis d’obtenir un rendement de conversion de 5,5%; Toray compte porter ce rendement à 7% d’ici 2015.

La structure moléculaire de ce polymère lui conférerait en outre une meilleure résistance à l’oxydation que les matériaux existants ce qui garantirait une plus grande longévité, même en cas d’exposition prolongée à l’air. Selon Toray, les records de rendement publiés à ce jour par des scientifiques ne dépasseraient pas les 5,15%.

L’Américain Spire Semiconductor, filiale de Spire Corporation, vient d’obtenir une subvention de 3,7 millions de dollars du NREL (Laboratoire national des énergies renouvelables) pour développer une cellule solaire III-V à concentration et triple jonction d’un rendement de 42% ; le projet, d’une durée de 18 mois, devrait aboutir à un produit presque directement industrialisable.

Le record actuel dans ce secteur est aujourd’hui de 41,1%, en laboratoire ; il a été obtenu par l’Institut Fraunhofer des systèmes solaires de Fribourg, en Allemagne, en janvier dernier.

Selon la société d’études CPV Today, les cellules solaires à multijonction et à concentration pourraient atteindre un rendement de conversion de 50% d’ici 2015.

La cellule solaire réalisée à l'Institut Fraunhofer des systèmes solaires

L’Université Technologique Swinburne de Melbourne, en Australie, et le fabricant chinois de cellules solaires Suntech Power viennent de démarrer un projet de R&D dédié à des cellules solaires nanoplasmoniques, ayant un rendement de conversion deux fois plus élevé que les cellules classiques actuelles en silicium ; le projet est financé à hauteur de 3 millions de dollars par chacun des partenaires.

Le projet est prévu pour une durée de cinq ans.

Les Japonais Sharp et Toshiba envisageraient un éventuel partenariat dans l’énergie solaire, le premier fournissant des modules et des cellules solaires au second ; Sharp, l’un des plus grands fabricant mondiaux, aurait réalisé des ventes de plus de 1,2 milliard d’euros (+12%) dans ce secteur au cours de son dernier exercice fiscal, clos le 31 mars dernier.

Toshiba, qui avait annoncé son entrée sur le marché de l’énergie solaire en janvier dernier, prévoit de réaliser un chiffre d’affaires de 1,5 milliard d’euros (200 milliards de yens) d’ici 2016 avec des systèmes photovoltaïques.

Dans les cellules solaires, les solutions silicium représentent toujours la meilleure technologie en terme de rendement de conversion : ce dernier atteint actuellement quelque 18% pour les architectures à homojonction, et autour de 22% pour les approches à hétérojonction ; la part de marché des cellules silicium reste encore très majoritaire (plus de 80%) même si elle décroît lentement au profit des cellules couches minces.

La structure de coûts a été réduite avec l'augmentation des capacités de production et l'utilisation de procédés novateurs tout au long de la filière (taille des lingots de silicium, sciage à fil, ...). Les soucis de pénurie de silicium ont été résorbés par d'importants investissements dans des capacités de production de silicium cristallin et de silicium métallurgique amélioré de grade solaire. L'Ines a, par exemple, développé le procédé Photosil, une voie de purification par plasma qui permet d'obtenir des cellules avec un rendement de conversion de 15,5%.

Pour la fabrication des lingots de silicium, deux techniques moins coûteuses sont venues compléter le procédé de tirage vertical de Siemens. Il s'agit du procédé en coulée continue mis au point par Emix, et du procédé de tirage en lame mince ou en ruban, en production chez Evergreen Solar et Solarforce. La réduction des coûts se poursuit avec la diminution de la quantité de silicium par cellule, par le sciage en tranches plus minces (jusqu'à une certaine limite) ou encore par la recristallisation de films de silicium de 20 µm d'épaisseur sur un autre support.

Enfin, de nouvelles architectures de cellules (hétérojonction, report des contacts sur la face arrière) pour augmenter les rendements de conversion ou encore des méthodes d'encapsulation automatisée des modules visent à réduire les coûts systèmes.

A l'horizon 2015, le coût système d''une installation photovoltaïque pourrait être sensiblement identique dans les deux filières, silicium et couches minces, à savoir inférieur à 2,50 $/W ; au niveau panneau photovoltaïque, la filière silicium resterait un peu plus coûteuse mais pour un rendement de conversion toujours supérieur de quelques pourcents aux couches minces.

Dans les cellules solaires couches minces (en silicium amorphe, CIGS ou CdTe), la réduction des coûts est obtenue par la diminution d'un facteur 100, au moins, de la quantité de matériaux actifs par rapport à la filière silicium ; les coûts de fabrication, sur des lignes de production clés en mains, et les investissements nécessaires sont plus faibles mais le rendement de conversion est aussi moindre de 30 à 50% comparé aux cellules silicium.

La filière couches minces est toutefois en forte croissance. Sa part de marché est passée de 10% du marché total en 2007 à 18% en 2008. Les procédés permettent un dépôt rapide et automatisable (40 s/m2), sur une grande variété de substrats de toutes tailles, et donc une productivité élevée.

La technologie CdTe affiche un rendement de conversion des modules photovoltaïques de l'ordre de 10% (contre 6 à 8% pour le silicium amorphe) avec un coût inférieur à 1 $/W crête chez First Solar. Ce dernier vise à atteindre un coût système de 2,5 $/W crête avant 2012, contre 3,4 $/W crête aujourd'hui. Sa capacité de production devrait atteindre 1 GW crête/an d'ici fin 2009.

La technologie CIS ou CIGS, à base de Cuivre, Indium (Gallium) et Sélénium, présenterait des rendements de conversion légèrement supérieurs, jusqu'à 14%. Une trentaine d'entreprises travaillent sur ce secteur, avec une capacité de production cumulée prévisionnelle de l'ordre de 2 à 3 GW crête/an d'ici 2012. Le coût de production des modules photovoltaïques pourrait être de 0,8 $/W crête d'ici 2015.

Evolution des coûts des deux principales technologies