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br> 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%.

Au Danemark, le laboratoire national de l'énergie durable Risø DTU a démontré la faisabilité d'une centrale photovoltaïque réalisée avec des cellules solaires organiques, en matériau polymère, et reliée au réseau électrique distribué ; installée sur le campus du laboratoire, cette centrale, de petite taille, est le résultat d'une coopération recherche-industrie avec Mekoprint et Gaia Solar.

Mekoprint est une société spécialisée dans l'électronique imprimée. Gaia Solar est un fabricant de panneaux solaires. Le coût des panneaux solaires en plastique devrait baisser à 4-5€/W d'ici fin 2009, contre quelque 15 €/W aujourd'hui.

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

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

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.

Créée il y a 18 mois en partenariat entre Photowatt (40%), le CEA-Liten (20%) et EDF Energies Réparties (40%), PV Alliance est une jeune pousse qui a pour vocation d'accélérer le processus d'innovation dans la fabrication de cellules solaires ; elle coordonne le programme de R&D intitulé Solar Nano Crystal (budget de 129 M€ sur 5 ans en partenariat avec Oséo) et 7 programmes complémentaires (budget de 94 M€ sur 5 ans en partenariat avec les collectivités locales, le Conseil Général de l'Isère et la Région Rhône-Alpes).

Le projet Solar Nano Crystal regroupe 7 partenaires couvrant toute la chaîne de valeur depuis la production de silicium jusqu'à la fabrication de panneaux photovoltaïques : Ferropem, Silicium de Provence, Emix, CNRS, CEA-Liten, Appolon Solar et PV Alliance. Il a deux objectifs : une filière low-cost pour la production de cellules solaires sur silicium métallurgique (procédé Photosil) avec un rendement de conversion de 16% ; et une filière à très haut rendement de conversion de 22% sur du silicium polycristallin.

Une unité de démonstration, dite Lab-Fab, devrait être opérationnelle à partir de fin 2009, avec une capacité annuelle de 25 MW pour tester et valider à une échelle industrielle les recherches issues des laboratoires de R&D et de l'Institut national de l'énergie solaire (Ines). Le but consistera ensuite à créer deux usines ayant chacune une capacité de production de 100MW sous 5 ans, pour un investissement total d'environ 400 M€.

La mise en place de cette filière comprendra la création de 400 emplois industriels à terme dans les deux usines, outre la création de 50 emplois de chercheurs à l'Ines et de 160 emplois dans le Lab-Fab.