Nouveau Panneau Solaire Monocristallin

Nouveau Panneau Solaire Monocristallin

La technique n'a pas atteint la maturité et de nombreuses pistes de recherches sont explorées ; il s'agit d'abord de faire baisser le prix de revient de l'électricité produite, mais aussi d'obtenir des progrès en matière de rusticité, de souplesse d'usage, de facilité d'intégration dans des objets, de durée de vie, etc. Des accroissements du rendement de leurs cellules sont périodiquement annoncés par toutes les sociétés de fabrication, par exemple : * une alternative au sciage a été développée par « Evergreen Solar ». il est remplacée par le dépôt de silicium encore liquide sur un film où il se cristallise directement à l'épaisseur du « wafer » * Des cellules CGIS seront produites industriellement et en continu par « NanoSolar » via une technique d'imprimerie. Coût espéré : 1 $/W en 2010. * la taille des wafers croit régulièrement, ce qui diminue le nombre de manipulations * On cherche à mieux valoriser toutes les longueurs d'onde du spectre solaire (dont l'infra-rouge, ce qui ouvrirait des perspectives très intéressantes : transformation directe de la lumière d'une flamme en électricité, rafraichissement). * Des « concentrateurs » (déjà utilisés sur les satellites) sont testés sur terre. Via des miroirs et des lentilles incorporées dans le panneau, ils focalisent le rayonnement sur l'élément essentiel et coûteux qu'est la cellule photovoltaïque et ses semi-conducteurs. Fin 2007, Sharp a annoncé disposer d'un système concentrant jusqu'à 1100 fois le rayonnement solaire (contre 700 fois pour le précédent record en 2005); début 2008, Sunrgi a atteint 1600 fois. La concentration permet de diminuer la proportion du panneau consacré à la production de l'électricité, et donc leur coût. De plus ces nouveaux matériaux (les III-V notamment) supportent très bien l'échauffement important dû à la concentration du flux solaire[8]. * Des siliciums amorphe et cristallin pourraient peut-être être associé par « hétérojonction » dans une même cellule photovoltaïque à plus de 20 % de rendement (Projet de 2 ans, annoncé début 2008, par le Laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles et des nanomatériaux du CEA-Liten avec le coréen JUSUNG (équipementier pour fabricants de semi-conducteurs), avec l'INES (Savoie) où le CEA-Liten a concentré ses activités concernant l'énergie solaire. * D'autres semi-conducteurs (sélénium; association Cuivre-Indium-Sélénium (CIS) en couche mince) sont étudiés. En France l'institut de recherche et développement sur l'énergie photovoltaïque (IRDEP [9]) s'intéresse au CIS au rendement modeste de 12%, mais à faible coût de fabrication. En 2009, selon ENF, il existe 25 entreprises produisant ce type de panneau solaire, Würth Solar est le principal vendeur avec 15 MWc vendus en 2007[10]. Showa Shell doit mettre en service en septembre 2010 une centrale photovoltaïque de 1MW en modules « CIS », sur son terminal pétrolier de la Préfecture de Niigata[11]. * L'usage de matériaux composés de boîtes quantiques permettra d'atteindre 65% dans le futur (avec un maximum théorique de 87%)[12][13][14][15][16][17]. Les dispositifs à multijonctions GaAs sont les cellules les plus efficaces. Spectrolab a obtenu 40.7% d'efficacité (déc. 2006), un consortium (dirigé par des chercheurs de l'université du Delaware) a obtenu un rendement de 42.8%[18] (septembre. 2007). * Des cellules polymères photovoltaïques peuvent être faits avec des composés organiques (matières plastiques), pour réaliser des panneaux souples et légers, des tuiles, voiles ou tissus photovoltaïques, espère-t-on à faible coût de fabrication. Pour l'instant leurs rendements sont faibles (5% maximum), ainsi peut-être que leur durée de vie, et de nombreux problèmes techniques restent à résoudre. Début 2008, le groupe japonais Fujikura a annoncé [19] avoir testé (1000 heures à 85 °C et une hygrométrie de 85%) une cellule photovoltaïque organique de type Grätzel non seulement plus résistante, mais au rendement amélioré de 50 à 70 % grâce à une surface dépolie qui diffuse aléatoirement la lumière réfléchie à l'intérieur de la cellule où elle libère à nouveau des charges électriques en activant d'autres pigments photosensibles. * Des panneaux solaires transformant les infrarouges en électricité ont été mis au point par le Boston College de Chestnut Hill (Massachusetts). Une production électrique devient théoriquement possible à partir de toute source de chaleur, même de nuit[20]. Pour l'instant, seule une partie de la lumière visible, principalement les rayonnements verts et les bleus, est transformée en électricité et le rayonnement infrarouge n'est utilisé que par les panneaux thermiques pour chauffer de l’eau. * Des cellules transparentes ? Des modélisations de l'Institut allemand Fraunhofer de mécanique des matériaux (IWM ; projet "METCO"[21] laissent croire à une possible production industrielle de cellules transparentes bi-couches. Les semi-conducteurs de type P (couche à lacunes électroniques ) transparent semblent les plus difficiles à produire (le phosphore pourrait être un dopant-P de l'oxyde de zinc, mais l'azote serait plus prometteur[22]). * Enfin, la pénurie de silicium ou de produits dopant (Le prix de l'indium a décuplé de 2002 à 2009, suite à sa raréfaction) accroît encore l'incitation à l'innovation sur un marché en forte croissance qui s'annonce colossal, surtout si on parvient à baisser le prix de revient de l'électricité produite et à le rapprocher de celui des combustibles fossiles.

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