Energie solaire : une cellule franco-allemande championne du monde

La coopération franco-allemande brille dans le solaire. Ainsi, c’est une cellule solaire à multi-jonctions issue de la R&D en commun de la société grenobloise Soitec, du centre de recherche français CEA-Leti et de l’Institut Fraunhofer pour les Systèmes Energétiques Solaires (ISE) en Allemagne qui vient de battre un nouveau record du monde pour le taux de conversion de la lumière du soleil en électricité : 46 %, après, déjà, un record de 44,7 % atteint en décembre 2013.

Une excellente nouvelle en cette période de mobilisation pour la transition énergétique, mais aussi pour l’industrie européenne du solaire. D’après un communiqué commun des trois institutions à l’origine de ce succès, concrètement, les cellules à multi-jonctions sont utilisées au coeur des systèmes photovoltaïques à concentration (CPV) pour produire une électricité à un coût compétitif, dans de grandes centrales solaires installées dans les régions qui bénéficient d’un ensoleillement direct élevé : Soitec a remporté de nombreux succès à l’export avec cette technologie.  Elles sont basées sur des matériaux semi-conducteurs composés III-V.

La cellule détenant le record mondial est en l’occurrence une cellule à quatre jonctions, dont chaque sous-cellule convertit précisément un quart des photons entrant dans une plage de longueur d’onde comprise entre 300 et 1750 nm du courant électrique. Dans le cas du photovoltaïque à concentration, une lentille de Fresnel concentre la lumière du soleil sur cette cellule de très petite taille. L’efficacité record de 46,0% a été mesurée à un facteur de concentration de 508 soleils. Elle a été validée par l’institut japonais AIST (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology), l’un des principaux centres indépendants de vérification des performances des cellules solaires, dans des conditions de test standard.

Ce nouveau succès, alors que l’espoir des trois institutions est d’atteindre, voire dépasser rapidement un taux de conversion de 50 %, ouvre de belles perspectives de marchés, notamment dans les pays émergents fortement ensoleillés. Selon Frank Dimroth, chef de projet pour le développement de la cellule à l’ISE, « le CPV est aujourd’hui la technologie solaire la plus efficace et la mieux adaptée pour tous les pays à fort taux d’ensoleillement direct ». Jocelyne Wasselin, vice-présidente chargée du développement produit des cellules solaires chez Soitec,  leader mondial d’origine française des matériaux semi-conducteurs d’extrêmes performances, indique pour sa part que « Cela confirme que nous avons fait le bon choix technologique en décidant de développer cette cellule solaire à quatre jonctions, et cela démontre clairement notre capacité à atteindre, dans un avenir proche, la barre de 50 % d’efficacité ».

Pour produire cette génération de cellules, une ligne a été installée chez Soitec en France. Le projet bénéficie d’un soutien de l’Ademe (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) française, dans le cadre du programme Investissements d’avenir.