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 Le point sur la  recherche dans le domaine du solaire photovoltaïque.

Construction d'une filière de production de silicium de qualité photovoltaïque :  Actuellement les cellules solaires sont fabriquées à partir des rebuts de l'industrie électronique.  Avec l'essor du photovoltaïque cette filière est devenue  insuffisante. Pour s’émanciper de la filière électronique et faire baisser le coût, une nouvelle voie de production du silicium est à l’étude, celle du silicium de qualité solaire. Les chercheurs travaillent actuellement sur des méthodes  en vue de fabriquer du silicium ne dépassant pas  15 à 20 € /kg et une qualité suffisante garantissant des bons rendements de conversion de la lumière. Au niveau français des chercheurs travaillent dans le cadre du projet Photosil, au niveau européen dans le cadre du programme Eurekâ.  Des recherches sont également menées avec les acteurs industriels de la filière de production.

Recherche pour amincir
la couche de silicium ou se passer du silicium:   Afin de réduire les coûts on cherche à amincir la couche de silicium. Des efforts sont réalisés afin de diminuer les pertes au sciage. On a recours aux couches minces (silicium amorphe). On cherche aussi à se passer complètement du silicium (procédé CIS : cuivre-indium-sélénium  ). Le recyclage des panneaux solaires en fin de vie est aussi un axe de recherche destiné à réduire la consommation de silicium dans la production des cellules photovoltaïques.

Les cellules organiques :  Une cellule  bon marché, souple et facile à produire pourrait prendre corps sous la forme de cellule organique. Pour l’instant les rendements attendus sont très modestes et ne dépassent pas 10% et les modules organiques existants sont utilisés pour produire de la petite énergie d’appoint. La recherche se structure et s’organise, avec le réseau Nanorgasol qui regroupe les chercheurs de toutes les disciplines concourant à son développement.

Les cellules photovoltaïques du futur :  Dans les laboratoires, on prépare aujourd’hui les cellules photovoltaïques du futur. Technologies à haut rendement ou cellules plastiques à faible coût figureront probablement demain aux côté du silicium cristallin (1ère génération) et des couches minces (2ème génération, encore en développement). A plus long terme, des cellules « troisième génération » à base de puits quantiques ou de matériaux composites, pouvant atteindre des rendements de près de 40% devraient agrandir la famille du photovoltaïque

Les capteurs solaires hybrides :  Il s’agit de coupler au module photovoltaïque et un absorbeur thermique. Le procédé a un double avantage : il améliore la production d’électricité en abaissant la température du panneau, et la chaleur extraite peut être utilisée pour les besoins de chauffage du bâtiment. Par exemple, le panneau Multi Solar System (Israël) fournit de l’électricité, de l’eau chaude et de l’air chaud. Un programme de recherche européen vise à développer un matériau intégrable en façade ou en toiture.

Le stockage de l’énergie solaire : Plusieurs solutions sont à l’étude, la voie de l’hydrogène reste la plus courue. Un autre procédé (projet Solzinc) est à l’étude au laboratoire d’Odeillo (four solaire près de Perpignan. L’énergie solaire sert à produire du zinc utilisé comme combustible dans des piles zinc-air. L’oxyde de zinc formé est alors recyclé dans le four solaire).

Rédigé à partir de la revue SYSTEME SOLAIRE, éditée par l’Observateur des énergies renouvelables, hors-série de juillet 2006