Replacer la France et l'Europe dans l’industrie solaire mondiale implique de nouveaux choix technologiques. La gigafactory du français Holosolis, annoncée le 15 mai dernier à Hambach, en Moselle, devrait justement exploiter une nouvelle génération de cellules en silicium dite "Topcon" (Tunnel oxide passivated contact). L’entreprise, qui boucle actuellement son second tour de table, compte mobiliser 710 millions d’euros pour porter à l’échelle industrielle cette technologie développée notamment en Europe par l’institut allemand Fraunhofer Solare Energiesysteme.
Pensées pour récolter la plus grande quantité possible d’électrons excités par le Soleil au sein du silicium, les cellules Topcon doivent maintenant parvenir à maintenir leur rendement de conversion élevé dans le cadre d’une production de masse ; le seul moyen de concurrencer la cellule Perc (Passivated emitter rear contact), qui domine le marché.
Plus performantes que les cellules à hétérojonction
«Les cellules Topcon devraient porter le rendement de conversion de 21 à 22,5%, argumente Jan Jacob Boom-Wichers, le président d’Holosolis. Par ailleurs, les équipements industriels nécessaires à leur fabrication apparaissent plus performants que ceux disponibles pour les cellules à hétérojonction, une autre technologie innovante. Mais la principale différence entre les deux technologies réside dans le coût des consommables : un module Topcon requiert 40% de moins de pâte d’argent qu’un module à hétérojonction.»
La technologie dite "à hétérojonction", qui consiste à recouvrir le silicium cristallin de deux fines couches de silicium amorphe, avait été adoptée par Rec Solar, pour son projet à Hambach, abandonné à l’automne dernier. De son côté, la technologie Topcon est également privilégiée par le lyonnais Carbon pour la gigafactory qu’il planifie à Fos-sur-Mer (Bouches-du-Rhône) en 2025.
Holosolis compte produire 5 gigawatts crêtes (GWc) de cellules et modules photovoltaïques par an en Moselle à l’horizon 2025. L'entreprise annonce être actuellement en discussion avec plusieurs partenaires académiques potentiels, comme le CEA-Ines (Institut national de l'énergie solaire) et l’Institut photovoltaïque d’Île-de-France (IPVF), ainsi que d’autres instituts de dimension européenne. Parallèlement, ses actionnaires, l’accélérateur européen ETI InnoEnergy et deux acteurs français, l’investisseur immobilier Idec et le producteur d’énergie solaire TSE, préparent déjà l’arrivée de la prochaine génération de cellules.
Cellules tandem à deux ou quatre bornes
«Nous prévoyons de prolonger nos lignes de production de cellules Topcon afin d’appliquer à leur surface une seconde cellule à base de pérovskite (minéral composé d'oxyde de calcium et de titane) et porter ainsi le rendement global de 22,5 à 28%, détaille Jan Jacob Boom-Wichers. Nous avons noué un partenariat exclusif avec l’IPVF sur la technologie pérovskite-silicium à deux bornes (Tandem2T).»
Ce matériau hybride devrait permettre de dépasser la limite théorique du silicium, en déposant sur le silicium gravé une couche de quelques microns de ce matériau extrêmement performant et créer ainsi des cellules tandems. Dans le Grand-Est, l’alsacien Voltec Solar a dernièrement annoncé son alliance avec l’IPVF en vue d’industrialiser une nouvelle technologie de panneaux solaires pérovskite-silicium, à quatre bornes cette fois (Tandem 4T).
Jan Jacob Boom-Wichers se montre serein, l’ambition affichée par Bruxelles de porter les capacités industrielles de l’Union européenne à 30 GWc par an dans le photovoltaïque d’ici à 2025 laisse selon lui de la place à tous les acteurs. Mais cela se sent : la compétition est désormais ouverte.
