Saturday, September 6, 2008

Solaire: Une course aux matériaux à hauts rendements

LE MONDE | 05.09.08

La recherche en solaire photovoltaïque avance à un rythme soutenu, mobilisant la physique théorique et la chimie de pointe. La technologie utilise actuellement les propriétés conductrices du silicium, un des éléments les plus répandus dans la nature : les photons, grains de lumière du rayonnement solaire, viennent frapper les électrons du matériau constituant la photopile, créant un courant électrique utile.

Pour le futur, trois pistes de recherche se dégagent. D'abord, augmenter les rendements de l'actuelle technologie du silicium. Ils sont aujourd'hui d'environ 15 %, et les chercheurs estiment pouvoir atteindre 30 %.

Mais - c'est la deuxième piste - l'avenir est aux "couches minces" : des films d'un micron d'épaisseur (un millième de millimètre), deux cents fois moins épais que les cellules en silicium et qui présentent l'intérêt de pouvoir être posés sur des surfaces souples, en métal ou en plastique. Les couches minces commencent à pénétrer le marché. Trois techniques sont en compétition : la première utilise du silicium amorphe (a-Si), la deuxième des alliages de cadmium et de tellurure (CdTe), la troisième des alliages de cuivre, d'indium et de sélénium (CIS).

Toujours dans le domaine des couches minces, une autre voie de recherche, plus lointaine, vise à mettre au point des cellules en matière organique, ce qui pourrait conduire à des photopiles en plastique, de faible rendement mais de coût très modeste. Un autre système, découlant d'un concept posé par le Suisse Michael Graetzel en 1991, s'intéresse à l'utilisation de colorants permettant à des matériaux transparents, tels que l'oxyde de titane, de convertir la lumière solaire en électricité.

Un troisième axe de recherche, encore plus futuriste, s'intéresse aux "très hauts rendements", de l'ordre de 40 % de récupération de l'énergie incidente. Avec les techniques actuelles, près des deux tiers des photons du rayonnement solaire atteignant le matériau ne sont pas utilisés. L'idée est de récupérer ces photons grâce, notamment, aux nanotechnologies et aux possibilités qu'elles offrent de maîtriser la matière à une échelle fine.