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Vers un silicium à bas coûts
L'Institut National de l'Energie Solaire (INES) mène des recherches sur la réduction des coûts de la fabrication des cellules photovoltaïques en silicium.
Pour que l'énergie solaire photovoltaïque devienne intéressante économiquement, le prix du watt photovoltaïque doit encore être divisé par deux, voire par trois. Un tarif étroitement corrélé au prix du silicium, matériau par excellence du solaire photovoltaïque mais aussi de l'industrie électronique, lequel ne cesse de croître en raison de capacités de production insuffisante. Dans le cadre de son déploiement à Chambéry, l'Institut National de l'Energie Solaire (INES) développe une plateforme matériaux silicium, en ciblant la purification et la cristallisation du matériau pour réduire les coûts de fabrication de cellules en silicium et améliorer leur rendement. Unique en Europe, cette structure de R&D balaye toutes les thématiques de cristallisation, allant du prototypage de laboratoire aux équipements industriels et entend répondre à une attente des entreprises en faveur de nouvelles approches technologiques et d'une électricité photovoltaïque compétitive. Elle est en effet accessible aux personnels de laboratoires et aux industriels des secteurs du photovoltaïque et du bâtiment dans le cadre d'accords spécifiques. L'INES réalise des lingots de silicium qui sont ensuite découpés en briques calibrées, elles-mêmes découpées en plaquettes de silicium pour réaliser les cellules solaires. Celui-ci a obtenu récemment des résultats exceptionnels avec le développement de cellules photovoltaïques atteignant des rendements de quasiment 20 % pour un coût de production quasiment identique aux cellules classiques. Soit un taux doublé en deux ans. Les chercheurs ne comptent pas s'arrêter là. Ils travaillent sur l'amincissement de la plaque de silicium monocristallin, obtenu grâce au procédé de purification Photosil, développé au CEA Liten avec Grenoble-INP, qui repose sur l'utilisation d'une torche à plasma. La purification par voie métallurgique du silicium destiné à la réalisation de cellules photovoltaïque comporte notamment une étape de ségrégation par solidification dirigée. La mise en œuvre technique de ce phénomène de ségrégation des impuretés chimiques est suffisamment aisée pour être largement utilisée à une échelle industrielle, comme première étape lors de l'élaboration de silicium de qualité solaire.
