Point sur les technologies photovoltaïques

Les nouvelles technologies émergentes

Le photovoltaïque organique (OPV)

Le photovoltaïque organique repose sur le principe de la photosynthèse, comme pour les végétaux, et n'utilise donc pas la technologie à base de silicium. Les cellules photovoltaïques organiques utilisent des conducteurs ... organiques pour convertir la lumière en électricité. Ces cellules sont composées de plusieurs couches qui sont disposées sur des supports flexibles comme sur un rouleau de papier pour un imprimeur, ce qui procure beaucoup d'avantages :

1. On peut IMPRIMER  sur des longueurs variables avec des imprimantes "jet d'encre" par exemple
2. La production est donc peu onéreuse
3. La fabrication est peu énergivore
4. La flexibilité, ce qui permet d'intervenir sur des surfaces arrondies
5. La technologie en elle-même, c'est-à-dire que cela fonctionne même à l'ombre, comme pour la photosynthèse
6. Et pas des moindres, est que l'on peut "dérouler" en façade sur des immeubles vitrés car l'OPV n'est pas opaque
7. Pose facilité, en effet le poids est de l'ordre de 2kg/m² et que le support est "collé", donc sans rail, perçage,....

L'inconvénient principal : Le rendement est inférieur au rendement des panneaux en "silicium" classiques et l'on maîtrise mal également encore la durée de vie de ces "panneaux".

ENGIE a racheté la start-up allemande Heliatek car elle croit au développement de cette technologie

Image source Heliatek

Le photovoltaïque avec des cellules à pérovskites 

Les pérovskites sont des matériaux courant dans la croûte terrestre au même titre que le silicium.

La pérovskite est reconnue pour sa capacité à absorber la lumière en plus d'être un conducteur d’électricité très performant et qui facilite la conversion en énergie électrique. Les fabricants pensent révolutionner le secteur photovoltaïque grâce à une meilleure efficacité et surtout en abaissant les coûts de production de l'électricité.

La tendance est de fabriquer des panneaux pérovskites ET silicium, en effet chaque matériau absorbe des plages de lumière dans des longueurs d'ondes différentes et ainsi générer 20% de plus qu'un panneau "pur" silicium, un fabricant chinois (Jinko Solar) a même obtenu un rendement de plus de 33% en laboratoire (vs 24% pour un PV silicium).

Cette technologie propose donc plusieurs avantages :

1. La pérovskites est un matériau courant sur Terre
2. L'extraction est moins onéreuse que pour le silicium
3. La synthèse et la dépose sur les cellules sont réalisées à base température, donc avec un meilleur bilan carbone que pour les cellules silicium
4. La fabrication des panneaux est moins chère, ils pourraient donc être vendus moins chers ce qui permettrait une meilleure rentabilité des installations photovoltaïques
5. La pérovskite permet de fabriquer des panneaux transparents et flexibles

Cependant, il y a des inconvénients :

1. Les cellules en pérovskite sont sensibles à la chaleur, à l’humidité, à l’oxygène et au rayonnement ultraviolet
2. Des risques de vieillissement rapide 
3. Risque environnemental car les pérovskites contiennent du plomb

Il faut donc stabiliser la durée de vie et résoudre le problème du plomb avant de trouver ces panneaux sur le marché, les industriels y travaillent

Cellules solaires en pérovskite (Image : Getty Images/Janek Skarzynski)

Autres technologies émergentes

D'autres technologies apparaissent comme les cellules à colorant ou cellules à polymères, mais les rendements demeurent faibles, de l'ordre de 8 à 12% et la durée de vie n'excède pas les 10 ans voir les 2 ans.

Les recherches se poursuivent pour améliorer les rendements et les durées de vie tout en diminuant les coûts de fabrication et donc de vente. Des recherches se relancent sur d'anciens projets comme le panneau à concentration qui est relancé par Insolight et qui aurait un rendement de 29% et dont Soitec (Groupe Français des semi-conducteurs) avait jeté l'éponge après un investissement de 400 millions € en 2015

Affaires à suivre ....