OPTINEWS

Sous la direction du professeur Heinz P. Huber, des chercheurs du centre laser de l’Université de Munich (HM : Hochschule München - Université de Sciences Appliquées) mènent un projet visant à améliorer le procédé de production de cellules photovoltaïques. Il s’agit de cellules en couche mince de CIS (Cuivre-Indium-Sulfure) avec un substrat de verre. Le procédé, conçu en collaboration avec la société AVANCIS GmbH, est un processus de structuration par laser.

Jusqu’à présent, la structuration industrielle des couches minces avec des outils mécaniques ou avec des lasers nanoseconde portait préjudice aux différentes couches ce qui limitait leur utilisation. Par contre, avec les lasers picoseconde utilisés dans le cadre de ce projet, la durée de l’impulsion lumineuse est suffisament courte pour pouvoir structurer la couche supérieure sans dégagement de chaleur et donc sans altération des couches (cf. figure).

Le procédé permet d’obtenir un rendement élevé en comparaison d’autres technologies en couche mince : 20% pour les petites cellules de laboratoire et un rendement du module supérieur aux 13% des modules conventionnels à base de silicium polycristallin.

L’objectif du projet consiste à améliorer la vitesse du procédé de structuration des couches par laser et à l’implémenter dans le cadre d’une production industrielle.

L’Institut Fraunhofer des systèmes énergétiques solaires (ISE) vient d’établir un nouveau record européen de conversion de la lumière du soleil en électricité, en atteignant un rendement de 39,7% avec une cellule photovoltaïque à multi-jonctions (de type III-V).A la différence du précédent record (37,6%), atteint en juillet 2008 avec un rayonnement solaire concentré 1.700 fois, la nouvelle cellule photovoltaïque est en mesure de convertir en électricité 39,7% d’une lumière concentrée seulement 300 fois. Or l’intégration de ce type de cellules dans des centrales PV à concentration en vue d’une application industrielle suppose justement que les performances optimales soient atteintes dans une gamme de concentration lumineuse située entre 300 et 600 soleils. “Nous avons optimisé les contacts de nos cellules, si bien que nous atteignons un rendement plus élevé avec les mêmes structures conductrices”, explique Dr. Frank Dimroth, chef du groupe de travail “III-V - Epitaxie et cellules PV” à l’ISE.

La principale nouveauté apportée à la cellule concerne la métallisation de sa face avant. Un réseau de petits fils métalliques conduit les électrons photogénérés du centre de la cellule jusqu’aux bords, qui se présentent comme une bande dorée de 50 micro-m d’épaisseur. La structure de ce réseau métallique revêt une importance décisive dans des conditions de lumière concentrée. En effet, les “veines” conductrices doivent être à la fois assez grandes pour limiter les pertes résistives lors du transport de flux élevés d’électrons, et assez petites pour maximiser la surface de la zone éclairée de la cellule (minimiser la zone d’ombrage).

“Nous sommes très heureux d’avoir réalisé une avancée importante en si peu de temps”, a déclaré le Dr. Andreas Bett, Directeur du département “Matériaux, cellules PV et technologie” à l’ISE. “Les rendements de conversion élevés contribuent à rendre compétitive la jeune technologie du photovoltaïque à concentration et à réduire à l’avenir les coûts de l’électricité solaire”.

Les nouvelles cellules solaires sont notamment destinées à être montées au sein de modules du type FLATCON, à l’ISE et dans la spin-off Concentrix Solar GmbH. Les travaux de recherche destinés à optimiser les contacts métalliques et ayant conduit aux records européens ont été soutenus dans le cadre du projet européen “Fullspectrum”.

Jusqu’à présent, le photovoltaïque à concentration était quasiment réservé à des applications spatiales. Les développements en cours rendent aujourd’hui envisageable leur utilisation terrestre. Déjà aujourd’hui, des systèmes PV à concentration installés en Espagne produisent deux fois plus d’électricité par unité de surface que des systèmes PV conventionnels à base de silicium.

L’ISE mène depuis plus de 10 ans des recherches sur les cellules à jonctions multiples à hauts rendements. Un des points forts de la recherche : les cellules triples métamorphiques à base de Ga0.35In0.65P, Ga0.83In0.17As et Ge, qui présentent des rendements théoriques particulièrement élevés. Ces structures sont constituées de plus de 30 couches élémentaires déposées par épitaxie métallo-organique en phase gazeuse (MOVPE) sur un substrat en germanium.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56131.htm

Des chercheurs au Santa Fe institute, Nouveau Mexique, ont développé un film transparent constitué de nanotubes de carbone (CNT) qui pourrait améliorer significativement les performances des cellules photoélectrochimiques, connues aussi sous le nom de leur inventeur suisse : cellules de Graetzel (DSSC, dye-sensitive solar cells) tout en abaissant leur coût de fabrication. Le secret ? Introduire des défauts sur les nanotubes.

Les cellules de Graetzel classiques sont constituées d’une couche mésoporeuse d’un oxide semi conducteur à large bande interdite, typiquement du dioxyde de Titane TiO2 (gap de 3.2eV) immergé dans un électrolyte liquide contenant un couple redox comme [I-/I3-]. Les grains de TiO2 assurent la conduction de l’électron jusqu’à l’électrode. Un colorant organique (le sensibilisateur) recouvre la surface des nano-cristaux de TiO2. Sous illumination, le colorant absorbe les photons incidents et gagne suffisamment d’énergie pour pouvoir injecter un électron dans la bande de conduction du dioxyde de titane, qui migre ensuite dans la couche conductrice de TiO2 jusqu’à l’électrode collectrice de courant. Après injection, la forme réduite du couple redox en solution régénère le colorant oxydé, alors que la forme oxydée du couple est réduite à la contre-électrode, bouclant ainsi le processus de régénération. La contre-électrode est généralement couverte de platine pour catalyser la réduction de l’électrolyte.

Dans ce type de cellule, les deux matériaux, l’oxyde et le catalyseur ont des inconvénients : l’oxyde ne peut pas être facilement être appliqué à des matériaux flexibles ; en effet, le rendement est bien meilleur s’il est utilisé sur du substrat rigide et thermorésistant comme le verre. Cela augmente le prix et réduit le spectre d’utilisations des cellules. De plus, la fabrication de la couche de platine requiert un équipement relativement cher.

Jessica Trancik du Santa Fe institute, Scott Barton de Michigan State University et James Hone de Columbia University ont choisi d’utiliser des nanotubes de carbone pour créer une couche unique qui puisse remplacer les fonctions des couches de TiO2 et de platine. Les propriétés nécessaires qu’ils recherchent sont : transparence, conductivité et activité catalytique. Les nanotubes remplissent ces fonctions, même si a priori il faut faire des compromis : un film de CNT plus épais améliore les effets de catalyseur mais réduit la transparence. Pour contourner ce problème de compromis, l’équipe de chercheurs s’est appuyée sur une théorie déjà existante : l’ajout de défauts aux nanotubes améliore grandement leurs propriétés de catalyse. Cela crée de nombreux sites pour la réduction du I3-, avec une résistance de transfert de charge mesurée par spectroscopie d’impédance électrochimique qui diminue quand l’épaisseur de la couche de CNT augmente. Pour créer ces défauts, les chercheurs ont exposé les nanotubes à l’ozone, ce qui les rend plus rugueux. Des films de CNT avec des défauts très fins ont des propriétés de catalyse excellentes. De plus, augmenter la longueur des nanotubes améliore la conductivité.

Ces électrodes transparentes, conductrices, et aux très bonnes propriétés de catalyse peuvent être utilisées dans les cellules de Graetzel, mais aussi dans les piles à combustibles ou dans d’autre types de batteries. Le matériau développé est économique, et diminue les émissions de carbone.

Source ADIT :

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/55103.htm

Après l’éolien, le solaire photovoltaïque est le deuxième axe prioritaire d’EDF Energies Nouvelles (EDF EN). Ainsi cette entreprise, créée en 1990, dont les premières réalisations ont été mises en service en Italie, en Espagne et aux Etats-Unis, ambitionne-t-elle de construire, pour son propre compte et le compte de tiers, 400 MWc [1] à l’horizon 2011. C’est dans ce contexte qu’a été lancée la construction d’une centrale solaire photovoltaïque, sur un terrain en friche de la zone industrielle de Malvezy, sur la commune de Narbonne. Précisons qu’il s’agit là d’une des plus importantes installations de ce type actuellement en construction en France métropolitaine.

D’une capacité de 7 MWc, cette installation fournira au réseau public d’électricité l’équivalent de la consommation annuelle d’électricité de plus de 4.200 habitants. Actuellement, les premières structures support des panneaux solaires sont en cours d’installation, de même que les onduleurs qui servent à transformer le courant continu produit par ces panneaux en courant alternatif. Fin juillet seront livrés les 95.000 modules de technologie couches minces que fournit First Solar, une entreprise américaine. La fin des travaux étant prévue dans le courant de l’automne, cette centrale solaire photovoltaïque devrait être mise en service avant la fin 2008.

[1] Le Wc, ou Watt crête, est l’unité de mesure de la puissance maximale d’un générateur exposé en plein soleil en milieu de journée.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/55087.htm

A l’University of Notre Dame, Indiana, un groupe de chercheurs dirigé par Dr Prashant V. Kamat a mis au point des cellules photovoltaïques en combinant des quantum dots semiconducteurs de différentes tailles et des nanotubes de TiO2 à la place des semiconducteurs classiquement utilisés, les rendant beaucoup plus efficaces. L’étude, soutenue par l’Office of Basic Energy Sciences du Department of Energy est publiée dans le Journal of the American Chemical Society.

Les scientifiques utilisent ces quantum dots de Cadmium Selenide (CdSe) semiconducteurs plutôt que d’autres matériaux car ils présentent l’unique avantage d’absorber certaines longueurs d’ondes de la lumière, en fonction de leur taille : les quantum dots plus petits vont absorber des longueurs d’ondes plus courtes, les plus grands vont en absorber de plus longues. En combinant plusieurs types de Quantum dots de CdSe, les chercheurs peuvent donc créer des cellules photosensibles qui absorbent un plus grand spectre de lumière et sont par là même plus efficaces. L’équipe a arrangé ces quantum dots en motif ordonné sur la surface d’un film d’épaisseur nanométrique, et y ont intégré des nanotubes de dioxyde de Titane (TiO2). Les quantum dots absorbent les photons et produisent des électrons qui sont alors transportés par les nanotubes et collectés par une électrode, produisant ainsi le photocourant.

Outre l’absorption de longueurs d’onde particulières, les chercheurs ont remarqué que la taille des quantum dots a une influence sur la performance, en faisant l’expérience avec quatre types de ces nanoparticules (entre 2,3 et 3,7 nm de diamètre, elles présentent des pics d’absorption à des longueurs d’onde situées entre 505 et 580 nm). Les plus petits quantum dots peuvent convertir plus rapidement les photons en électrons, quand les plus larges absorbent un plus grand pourcentage de photons. Les quantum dots de 3nm de diamètre offrent le meilleur compromis. Après le développement de la première cellule photovoltaïque composée de différents types de quantum dots, les chercheurs prévoient pour les prochaines étapes de leur recherche de créer des cellules “arc en ciel”, en superposant des couches de quantum dots en fonction de leur taille : sur la couche externe, les plus petits absorbent le bleu, et la lumière rouge (longueur d’onde plus grande) passe à travers cette couche pour atteindre la couche interne composée des quantum dots les plus larges qui absorbent le rouge, créant ainsi un gradient d’absorption “arc en ciel”, tout en combinant les effets de conversion rapide des petits quantum dots et de taux d’absorption important des quantum dots plus larges.

Les cellules photosensibles actuelles en silicium ont une efficacité de 15 à 20%, le reste est perdu en chaleur. Kamat prévoit une efficacité plus importante avec ces nouveaux types de cellules photovoltaïques “arc en ciel”, qui pourrait facilement dépasser les 30%.

Sources :
- ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53560.htm
- Nanowerk news :
http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=4832.php
- Physorg :
http://www.physorg.com/news124111555.html

La presse a révélé que la compagnie électrique Kansai EPCO et Sharp avaient déposé une demande conjointe pour la construction d’une centrale solaire photovoltaïque dans la ville de Sakai. La production annuelle serait de 10 GW, la plus importante du pays.

La zone choisie appartient à la préfecture d’Osaka et c’est une ancienne décharge transformée en terrain artificiel. Les 280 hectares de terrain sont actuellement inoccupés et la ville a lancé un appel d’offre aux industriels afin de redynamiser la zone. Les deux entreprises ont fait une demande pour l’utilisation de 10 hectares. Si le projet est accepté, la construction du site débuterait dès 2009.

Il est important de noter que Sharp va lancer la construction de la plus grande ligne de production d’écrans LCD et de cellules photovoltaïques dans la même ville de Sakai en 2009, la fin des travaux étant prévue pour mars 2010. Sharp fournirait alors les panneaux solaires à KEPCO qui lui rachèterait l’électricité produite.

Cette association sera également bénéfique aux autres fabricants d’équipements ou d’appareils nécessaires à la mise en place d’une centrale photovoltaïque.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53226.htm

En appliquant sur un semi-conducteur une lumière dont l’énergie est supérieure à la bande interdite, une surproduction d’électrons se produit qui accompagne l’absorption de la lumière. Lors de la recombinaison des électrons une lumière apparait : la photoluminescence. Son intensité permet d’évaluer en deux dimensions et avec une bonne résolution la qualité des semi-conducteurs, en observant comment elle est répartie à la surface et à l’intérieur d’un substrat par exemple.

Le professeur Tajima de l’ISAS (Institute of Space and Astronautical Science) a développé sur ce principe une méthode de “Mapping” par photoluminescence qui consiste à balayer un rayon laser sur un échantillon pour observer point par point l’intensité photoluminescente. Cette méthode ne nécessite pas de préparation préalable et elle permet d’évaluer au micron près la qualité des panneaux solaires achevés ou bien de leurs substrats, sans le moindre contact ni la moindre détérioration. Cependant, l’observation avec cette technique nécessite trop de temps, raison pour laquelle elle a été remplacée par la méthode dite d’”Imaging” par photoluminescence.

Il s’agit ici d’appliquer sur l’ensemble de l’échantillon une lumière uniforme et de photographier l’image globale de la photoluminescence qui est émise. Cette technique nécessite seulement une diode LED, pour émettre une forte lumière, et une caméra CCD refroidie (IR proche). Elle permet d’observer la qualité d’un substrat de silicium ou d’un panneau solaire en moins d’une seconde, avec une résolution de 1 million de pixels.

L’utilisation, en complément, d’une solution aqueuse d’acide hydrofluorique permet d’améliorer la qualité de la surface des échantillons, notamment celles des substrats ou des lingots qui sont particulièrement mauvaises (les électrons se recombinant sans émettre de lumière). La préparation de la surface permet en outre d’obtenir une meilleure résolution.

Une autre méthode, dite Méthode d’excitation sélective par photoluminescence, permet d’évaluer de la même facon la qualité des panneaux solaires multicouches (ceux composés de plusieurs couches de matériaux semi-conducteurs différents). Les couches supérieures de ces panneaux ont une bande interdite large ce qui permet à la lumière à longue longueur d’onde de pénétrer les couches supérieures et à la photoluminescence émise par les couches inférieures de traverser également les couches supérieures. Chaque couche peut donc être observée en utilisant une lumière avec différentes longueurs d’onde. Cette méthode est en passe de devenir incontournable dans l’analyse des anomalies survenant sur les panneaux solaires des satellites.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/50877.htm

L’industrie des cellules solaires s’est trouvée dernièrement pénalisée par les hausses de prix de ses matières premières. En effet, à cause de la reprise du marché des semi-conducteurs et de la pénurie de Silicium qui s’en est suivie, les prix sont passés de 25 dollars/kg en 2004 à plus de 200 dollars/kg en 2006. Ainsi, cette industrie, qui connaissait une croissance de plus de 30%, estime sa croissance pour l’année 2007 entre 10% et 20%, et semble développer les cellules à base de film, moins performantes, mais nécessitant moins de silicium.

Les galettes de Silicium, les “silicon wafers”, sont principalement produites par quelques vendeurs, pour les grands fabricants de semi-conducteurs. La demande de semi-conducteurs a suffisamment augmenté pour justifier l’accélération du processus d’augmentation de la taille des galettes, pour atteindre 450mm (au lieu de 300mm actuellement), et ce dès 2012.

Puisque le coût de la matière première a fortement augmenté, le recyclage gagne en intérêt. De plus, les déchets des industries de semi-conducteurs ne sont presque pas traités, notamment afin de protéger les secrets industriels. IBM vient de faire une percée dans le domaine de ce recyclage. Le recyclage peut mettre à jour des procédés et des secrets industriels, puisque le Silicium expose les circuits, alors que ces industries sont très compétitives. Pour effacer les circuits, les méthodes habituelles de recyclage utilisent de nombreux gaz et acides corrosifs, comme H2SO4, HF, HNO3, ou de l’Ozone. Ces méthodes polluantes, consomment beaucoup d’énergie, demandent de nombreux équipements et dégradent en partie le Silicium. Enfin, on estime que recycler du silicium pour en produire un panneau solaire coûte alors en énergie près d’un tiers de l’énergie qu’il va produire tout au long de sa vie, ce qui est très important.

IBM Burlington, a annoncé avoir développé une technologie uniquement mécanique et abrasive qui permettra de recycler ces galettes usagées en panneaux solaires. Elle permet de réduire la consommation d’énergie de cette phase, de ne pas consommer d’acides, et d’accélérer le recyclage. Le Silicium ainsi obtenu n’est pas d’une pureté suffisante pour être réutilisé dans des processeurs, mais convient à des productions de panneaux solaires. Ceci permettra à IBM de recycler environ 3 millions de galettes par an et de faire baisser le prix du Silicium. IBM a été récompensé lors des Most Valuable Pollution Prevention awards pour cette technologie.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51846.htm

Le centre laser de Hanovre (LZH) et l’institut de recherche sur l’énergie solaire (ISFH) collaborent actuellement sur un projet de recherche destiné à faire la démonstration d’une technique de fabrication en masse de cellules photovoltaïques (PV) exploitant la technologie laser. Le nouveau procédé doit permettre une diminution des rebus, une réduction des coûts de finition et le développement de nouveaux concepts de cellules PV et de procédés visant à accroître leur rendement.

On assiste actuellement à une augmentation constante de la surface des tranches de silicium et à une réduction de leur épaisseur. Le recours habituel à la sérigraphie pour le dépôt des connexions métalliques, technique mal adaptée aux grandes dimensions, a pour effet d’accroître le taux des rebus et le nombre des cassures. La technologie laser en revanche, qui n’implique elle aucun contact, rend possible le traitement de couches plus fines et plus grandes avec moins de rebus. De plus, cette technologie autorise un taux d’automatisation supérieur.

Les cellules PV classiques atteignent d’ores et déjà leur seuil de rendement maximum (15-17%). Mais grâce au laser et aux nouveaux concepts et procédés qu’il laisse imaginer, il est possible d’accroître encore le degré d’efficacité des cellules. Via une texturation améliorée de la surface par exemple: en créant au laser des structures de surface de forme pyramidale, on peut augmenter la capacité d’absorption photonique. Ou encore, grâce à des petits trous percés au laser, on peut déplacer les contacts métalliques sur la face arrière et augmenter ainsi la surface absorbante disponible de 5-6%.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/50738.htm

Demain, une page de journal pourrait très bien devenir, par le biais d’un traitement particulier, un excellent isolant thermique pour isoler les parois et permettre l’économie d’énergie : ce sont les panneaux isolants que vend Marchesini di Arsiero (Vicence), obtenus en réalisant une mousse non pas avec une matière plastique, ni avec de la laine de roche, mais avec de vieux journaux.

De son côté la Sika di Peschiera Borromeo vend des panneaux photovoltaïques souples comme l’étoffe, qui, à la différence des rectangles de verre encadrés d’aluminium, peuvent se dérouler sur les toits ou envelopper des objets de toutes formes. On peut alors envisager la mise au point d’un manteau photovoltaïque créant un flux électrique qui, après passage dans des résistances électriques, permettrait d’affronter les froids polaires.

Ceci est l’une des innombrables applications envisageables des nouvelles formes d’énergie, exposées cette année à la foire de Vérone. Le marché des énergies renouvelables est parti subitement, les investisseurs industriels ont changé de route et une véritable industrie italienne de l’énergie solaire est en train de naître : Riello, Merloni, Lamborghini, Donati, par exemple, sont toutes des entreprises ayant des activités en ce sens. Termotherm, quant à elle, mise sur la récupération de l’énergie thermique du sous-sol. Le Solar Project de Cocquio Trevisago propose des tubes qui amènent la lumière naturelle dans tous les recoins d’un édifice. La turbine éolienne de la Ropatec de Bolzano produit de l’électricité au moindre souffle d’air.

Mais dans le futur, pourront aussi arriver des panneaux solaires à la myrtille. C’est encore une fantaisie technologique, mais le pôle photovoltaïque organique de l’université de Tor Vergata (Rome) étudie l’emploi de l’anthocyanine extraite de fruits des bois au lieu du très cher silicium.

Source ADIT : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/43633.htm

Les OLEDs sont des diodes électroluminescentes organiques. Cette technologie offre une alternative aux écrans électroniques conventionnels LCD qu’elle devrait remplacer peu à peu. Les avantages sont nombreux : faible consommation électrique, meilleur rendu des couleurs, angle de confort de vision plus étendu ou encore minceur et souplesse du support.

Les recherches se font actuellement sur l’amélioration du contraste de tels écrans, notamment dans un environnement fortement lumineux. Quatre scientifiques de l’université nationale de Taiwan (NTU), Tang Chih-Jen, Cho Ting-Yi, Lin Chun-Liang et Wu Chung-Chih ont eu l’idée originale d’utiliser des cellules photovoltaïques pour améliorer le contraste des écrans composés d’OLEDs.

Chaque diode se compose de trois couches : une cathode métallique réfléchissante, un semi-conducteur organique (des atomes de carbone, d’hydrogène, d’oxygène et d’azote) et d’une anode transparente. Le pixel d’un écran OLED se compose de trois diodes juxtaposées (une rouge, une verte et une bleue) qui produisent chacune leur propre lumière lorsqu’elles sont soumises à une tension électrique.
La cathode impose le dispositif à réfléchir la lumière, même quand le système est hors tension. Cela affaiblit alors le contraste lors du fonctionnement de l’écran. L’utilisation de cellules photovoltaïques, positionnées sous les diodes, permet d’absorber la lumière ambiante et de la reconvertir en énergie électrique. Ce nouveau dispositif permet de réduire le taux de lumière réfléchie de plus de 90%.

Cette technologie doit encore évoluer pour qu ‘elle puisse être accessible à la grande distribution car les coûts de production sont élevés et surtout la durée de vie de ces diodes est courte (entre 10.000 et 20.000 heures).

Les résultats de ces travaux ont été publiés dans le journal “Applied Physics Letters 90″ et intitulé “Organic light-emitting devices integrated with solar cells : High contrast and energy recycling”.

Source ADIT : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/43089.htm

Le coût de fabrication et le poids élevés des cellules photovoltaïques à base de silicium sont des obstacles à leur utilisation massive. Les cellules organiques constitue une alternative intéressante en terme de réduction de coût et de poids, mais les rendements actuels de ces cellules sont encore trop faibles (moins de 5% contre 15% environ pour celles à base de silicium) pour que cette technologies puisse être considérée comme viable d’un point de vue commercial.

Une découverte faite au centre des polymères et des solides organiques de l’UCSB (Université de Californie, Santa Barbara) constitue une voie intéressante pour augmenter de façon significative l’efficacité des cellules photovoltaïques organiques. Cette découverte est due à Alan Heeger qui a travaillé avec Kwanghee Lee en Corée et une équipe d’autres scientifiques pour créer une nouvelle cellule solaire organique dite “tandem”. Les cellules “tandem” sont des multicouches composés de deux cellules photovoltaïques de gap différents qui permettent de recueillir un plus large spectre de rayonnement solaire.

« Le résultat pour l’efficacité est de 6,5 %, » a indiqué A. Heeger. « C’est le plus haut niveau pour les cellules solaires réalisées à partir de matériaux organiques. Je suis confiant sur le fait que nous puissions apporter des améliorations additionnelles qui entraineront des efficacités suffisamment hautes pour conduire à des produits commerciaux. » Il s’attend à ce que cette technologie soit sur le marché dans environ trois ans. La nouvelle architecture “tandem” serait moins chère à produire et il serait possible d’utiliser des technologies d’impression et de dépôt sur des substrats légers et flexibles de grande taille.

« Le dispositif multicouche est l’équivalent de deux cellules en série. » a dit Heeger. Des piles solaires tandem ont été fabriquées avec des matériaux comportant des polymères semiconducteurs et des dérivés du fullerene. Les cellules sont séparées et reliées par le matériau TiOx, un oxyde de titane transparent. C’est la clef du système multicouche qui permet d’obtenir de meilleures efficacités. TiOx transporte des électrons et est une couche de collecte pour la première cellule. En outre, il agit en tant que base stable qui permet la fabrication de la deuxième cellule, permettant de ce fait l’architecture en tandem.

Alan J. Heeger a partagé le prix Nobel de chimie en 2000, avec Alan MacDiarmid et Hideki Shirakawa, pour la “découverte et le développement des polymères conducteurs”. Konarka, une compagnie qu’il a co-fondée avec Howard Berke pour développer et lancer les cellules solaires basées sur cette technologie, a été récemment citée comme l’une des « Dix [entreprises] à observer » dans un nouveau livre, “The Clean Tech Revolution”.

Sources :

• ADIT : BE Etats-Unis.
• UCSB Press Release : “Higher Efficiency Organic Solar Cell Created by UCSB Nobel Laureate and Research Team”.
• Revue “Science” : “Efficient Tandem Polymer Solar Cells Fabricated by All-Solution Processing” - Jin Young Kim, Kwanghee Lee, Nelson E. Coates, Daniel Moses, Thuc-Quyen Nguyen, Mark Dante, Alan J. Heeger - Vol. 317. no. 5835, pp. 222 - 225, Juillet 2007.

Mitsubishi Electrics a annoncé le 31 mai qu’elle a atteint un rendement de conversion de 18%, le plus élevé du monde, sur des cellules photovoltaïques (PV) de 150 mm de côté. Cette valeur a été vérifiée par l’AIST (Advanced Industrial Science and Technology) qui dispose du seul laboratoire japonais de validation de ces cellules. Cette performance permet d’augmenter de 7% la génération d’électricité par m2 de module PV.

L’entreprise a utilisé trois technologies qui lui sont propres afin d’augmenter le rendement de ses cellules PV :
- La réflectivité de la surface de captage a pu être réduite par gravure ionique réactive utilisant un masque nanométrique, augmentant ainsi l’absorption de lumière. Cette technologie est issue d’un projet de la NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization).
- Le temps de recuit des composés a été diminué afin de limiter les pertes dans les électrodes.
- La taille de la grille de collection a été réduite de 40% augmentant ainsi la surface de production électrique.

Un laboratoire de l’université d’Osaka a par ailleurs développé une nouvelle technique de fabrication permettant d’atteindre en théorie des rendements de conversion supérieurs à 20%. Le principe est de creuser de nombreuses micro-cavités à la surface des cellules PV afin de piéger la lumière et donc de limiter la réflexion lumineuse. Il serait alors possible d’atteindre des rendements de conversion supérieurs à 20%.

Des particules d’argent ayant un diamètre de 30 à 100 nm sont enfouies dans le substrat en silicium. Une catalyse à base d’argent permet de dissoudre le substrat aux alentours des particules. Celles-ci sont ensuite éliminées par voie chimique. On obtient ainsi une cellule PV avec des micro-cavités en surface. Le laboratoire va poursuivre ses recherches afin de creuser des cavités de forme plus complexe afin d’augmenter l’efficacité de collecte de lumière.

ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/43178.htm

L’université allemande d’Ulm, qui dispose de laboratoires modernes de recherche énergétique, a récemment signé un contrat de coopération avec l’entreprise augsbourgeoise Meteocontrol afin de disposer d’une base de données météorologiques utile pour la prévision des rendements des systèmes de production d’énergie. Spécialisée dans la prestation de services dans le domaine des énergies renouvelables, l’entreprise bénéficie en contrepartie du soutien de l’université dans le développement de nouveaux produits et services.

Les deux partenaires visent à une collaboration fructueuse incluant notamment des projets de recherche et développement communs. “Un approvisionnement durable en énergie, basé sur une utilisation accrue des systèmes décentralisés et sur des concepts innovants pour une maîtrise efficace de l’énergie, nécessite de combiner intelligemment les savoir-faire des domaines énergétique et météorologique”, explique le professeur Gerd Heilscher de l’université d’Ulm.

Pour améliorer la fiabilité des prévisions de rendement d’installations photovoltaïques par exemple, il est nécessaire de poursuivre le développement des techniques d’acquisition et d’interprétation des données et de les tester. Les prévisions météorologiques peuvent également être exploitées en vue de réguler le climat intérieur des bâtiments et d’optimiser ainsi leur bilan énergétique.

Le traitement de données météo directement exploitables par des appareils électroniques peut s’avérer un bon point de départ pour le développement de services permettant de réaliser des économies d’énergie (électricité, chauffage, climatisation). A terme, des systèmes d’information installés dans les foyers et fournissant aux consommateurs des données claires sur leur consommation énergétique pourraient susciter une forte demande.

Source ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/43385.htm

La ministre allemande de l’enseignement et de la recherche (BMBF), Annette Schavan, et les dirigeants des groupes BASF, Bosch, Merck et Schott ont présenté le 27 juin 2007 une initiative technologique commune pour le développement de la filière photovoltaïque dite “organique”. A cette occasion, Mme Schavan a déclaré que cette initiative “montre comment nous unissons nos forces et investissons dans les nouvelles technologies. C’est ainsi que nous appliquons avec succès la stratégie “High-tech” du gouvernement fédéral”.

Au cours des prochaines années, l’Etat fournira 60 millions d’euros et les entreprises citées 300 millions d’euros pour le financement de projets de recherche. Le but est de développer une nouvelle génération de cellules photovoltaïques beaucoup plus légères et performantes en utilisant polymères et matériaux organiques. Les cellules organiques du futur seront transparentes, flexibles et particulièrement minces. Installées sur les toits, les façades ou même les fenêtres, elles produiront le courant nécessaire à la consommation électrique des bâtiments. Adaptées sur les téléphones portables, elles en fourniront l’alimentation électrique.

Le premier appel à projet dans le domaine du photovoltaïque organique a été lancé le 27 juin par le BMBF dans le cadre de trois programmes de soutien (”Technologies optiques”, “Innovations dans les matériaux pour l’industrie et la société - WING” et “Recherche fondamentale pour l’Energie”).

Source : ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/43484.htm