Selon vous, quelles technologies de cellules assureront la massification du photovoltaïque ?
Il faut bien rappeler que les technologies de silicium en plaquettes, ou wafers, sont la clé de la massification actuelle. Il n’y a pas de doute sur ce point. Elles ont le meilleur rapport rendement-coût et se sont largement imposées. Elles ont été aidées par les avancées de la microélectronique, où le silicium est le matériau roi. Cependant, malgré le règne incontesté de ce dernier, je pense que la massification future de la production résidera aussi dans l’utilisation des technologies en couches de quelques microns d’épaisseur, soit 100 fois moins que les wafers de silicium, et cela pour plusieurs raisons.
D’abord parce qu’elles sont fabriquées par un procédé de revêtement et non de découpe. Cela permet d’éviter les dépenses énergétiques liées à la fabrication des lingots de silicium à très haute température, mais aussi les pertes liées à la découpe des wafers, qui représentent 30 à 50% de la matière à chaque coup de scie. Dans les cellules en couches minces de type CdTe [tellurure de cadmium, ndlr], CIGS [cuivre, indium, gallium et sélénium, ndlr], organique, pérovskite ou même silicium, plus besoin de ces wafers puisque le matériau actif est directement déposé sur le support.
Quel type de déploiement peut-il être envisagé ?
Contrairement à un module silicium, qui pèse environ 15 kg/m2 et est rigide, les couches minces permettent de concevoir des modules photovoltaïques souples et ultralégers. On pourrait les imaginer en rouleaux, éléments de base d’un système qui se déploierait et se rétracterait à volonté. Cette idée, qui tranche avec celle de la massification grâce à des systèmes permanents, est de capturer l’énergie solaire lorsqu’elle est la plus abondante et de fabriquer alors le maximum d’électricité. Par exemple, on pourrait dérouler les modules en août sur les champs tout juste moissonnés et les replier à l’envi, lorsque le temps est moins clément. C’est ce que j’appelle la «saison du photovoltaïque». Bien sûr, cela implique d’y associer un système de stockage adéquat, capable d’emmagasiner l’énergie produite et de la redistribuer plus tard.
Le rendement inférieur de ces cellules (environ 18% pour celles de type CIGS) par rapport aux technologies silicium risque-t-il d’entraver leur déploiement ?
Certes, mais ce rendement est amené à s’améliorer. Plus globalement, je pense que la clé de la massification passera par la convergence des technologies, à laquelle on assiste déjà. Un exemple remarquable est celui des cellules en couches minces «surdouées» à base de pérovskites, qui sont à l’origine de celles découvertes par le chercheur japonais Tsutomu Miyasaka en 2009. Depuis, des équipes du monde entier les associent aux cellules silicium classiques dans des cellules dites tandem, battant record sur record. C’est vraiment une technologie d’avenir. Avec un rendement de 33,7%, elle a déjà dépassé le record des cellules silicium – 26,8%, et même 29% en valeur théorique. Ces cellules tandem cumulent le savoir-faire et le meilleur de deux mondes, celui du silicium cristallin et celui des couches minces, sur lesquelles la recherche française est également engagée, à l’IPVF et à l’Ines.
