Un nouveau procédé de fabrication à faible coût de cellules solaires

Actuellement, l'industrie solaire repose principalement sur la production de panneaux solaires à base de silicium, dont le coût de fabrication reste relativement élevé en raison du prix du matériau et de la technologie utilisés. Afin de rendre le solaire plus compétitif sur le marché des énergies renouvelables, une équipe de chercheurs de UCLA s'est penchée sur la fabrication de panneaux solaires à base de CIGS (Cuivre, indium, gallium et sélénium). Selon leurs résultats, les cellules solaires obtenues présenteraient un fort potentiel de rendement énergétique avec des coûts de fabrication moindres. Une utilisation commerciale de ces nouveaux matériaux n'est cependant pas encore envisageable.

L'équipe de recherche du professeur Yang, au département d'Ingénierie et de Sciences Appliquées de UCLA est à l'origine du développement de ce nouveau procédé de fabrication. Financées en partie par la NSF (National Science Foundation), ces recherches ont fait l'objet d'une publication dans la revue "Thin Solid Films" du 7 juillet. Le procédé de fabrication, débuté il y a 16 mois, aura mis 4 mois pour atteindre une efficacité énergétique de 1% et avoisine actuellement les 9%. Si les panneaux fabriqués à base de silicium présentent un rendement de l'ordre de 20%, les travaux de UCLA mettent en évidence une augmentation de l'efficacité énergétique de 1% tous les deux mois et laissent présager de rapides avancées dans ce domaine.

Les principaux avantages de ce procédé résident néanmoins dans l'utilisation de processus de fabrication et de matériaux peu coûteux comparés aux méthodes traditionnelles. L'utilisation de matériaux CIGS n'est pas une nouveauté dans le secteur du solaire, cependant, la fabrication de cellules était jusqu'à présent obtenue par le procédé classique de "co-évaporation" (présentant deux étapes : l'aspiration et l'évaporation). La fabrication à grande échelle de films CIGS pouvait alors s'avérer longue et coûteuse en raison de la difficulté à obtenir des couches absorbantes uniformes. Or, la méthode mise au point par l'équipe du professeur Yang consiste à dissoudre les composés - cuivre, indium, gallium, sélénium - dans un solvant (atrazine). Ceux-ci sont ensuite répartis sur les surfaces et chauffés. Ce procédé présente des coûts de production bien moins importants mais nécessite de contrôler précisément la préparation de la couche absorbante à base de CIGS.

Si cette découverte requiert de plus amples recherches, elle pourrait néanmoins faire chuter le prix de revient du PV, le rendant compétitif avec les prix du marché, largement influencés par les énergies fossiles. UCLA a ainsi pour objectif de continuer ses travaux de recherche en collaboration avec le monde industriel, dans le but d'améliorer la technologie et d'atteindre un rendement énergétique de l'ordre de 15 à 20% d'ici 3 à 4 ans.

BE Etats-Unis numéro 173 (10/07/2009) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59917.htm