La recherche photovoltaïque

La recherche est très active dans le domaine du solaire photovoltaïque. Les prix diminuent constamment et les rendements progressent.

En 20 ans, les rendements sont passés de 15 % à 42,8 % (septembre 2007) dans les laboratoires. Ce dernier chiffre est obtenu par un consortium (associant, entre autres, des chercheurs de recherchel’Université du Delaware, de l’institut technologique de Géorgie, de l’Université de Rochester et du MIT). Les rendements des systèmes disponibles commercialement sont quant à eux passés de 5 % à 22 %.

La technologie basée sur le silicium a un développement comparable à celui de l’industrie des semi-conducteurs. Quelques sociétés actives dans ce domaine, comme Sharp, sont aussi actives dans le photovoltaïque, mais de plus en plus de nouveaux entrants affichent leurs ambitions dans ce secteur de croissance.

Outre l’amélioration constante des produits à base de silicium, on peut citer plusieurs technologies innovantes qu’on espère promises à un bel avenir :

  • les cellules photovoltaïques en plastique
  • les cellules de Graetzel
  • les concentrateurs photovoltaïques (aussi dits « CPV »)
  • dopage par adjonction aux matériaux du capteur de points quantiques jouant le rôle de semi-conducteurs artificiels. Ces derniers étant conçus pour capter des longueurs d’onde spécifiques aujourd’hui mal exploitées (dispositif Cyrium élaboré au Canada), ils pourraient doper la production d’électricité en augmentant l’efficacité des systèmes à concentrateur d’environ 44 % selon ses concepteurs.
  • les couches minces métalliques déposées sur de nouveaux types de substats (verre, feuillard métallique, plastique….)
  • à base de silicium avec des « consommations » plus faibles de matières premières
  • sans silicium (CIS / Cellule CIGS (Cuivre, Indium, Gallium et Sélénium)).

Récemment, deux chercheurs japonais de l’université Toin de Yokohama – Tsutomu Miyasaka et Takurou Murakami – ont conçu un capteur révolutionnaire capable de stocker l’énergie solaire sans batterie. Ce dispositif nommé photo-condensateur promet une nette simplification des installations photovoltaïques. Selon ses concepteurs, ce capteur serait deux fois plus performant que les capteurs classiques à base de silicium et pourrait donc fonctionner avec une lumière de faible intensité, comme à l’intérieur d’un bâtiment ou par temps voilé. Un autre domaine de recherche est celui de l’intégration des composants photovoltaïques dans les éléments de construction, ce qui diminue fortement le coût global (tuiles, panneaux de toiture, vitrages, façades, etc.) et améliore l’architecture du bâtiment.