Le changement climatique menace toujours plus et les niveaux d'émissions
de CO2 sont plus élevés que jamais, aussi les technologies des énergies
renouvelables deviennent-elles indispensables. Mais pour qu'elles
soient acceptées de manière généralisée sur le marché, ces nouvelles
technologies devront être abordables, adaptées à la production de masse
et faciles à mettre en oeuvre.
En fin de compte, il faudra trouver un équilibre qui permet de
minimiser les émissions des gaz à effet de serre (GES) tout en ne
nuisant ni à la croissance économique ni à la qualité de vie futures.
Le projet SCALENANO ("Development and scale-up of nanostructured
based materials and processes for low-cost high-efficiency
chalcogenide-based photovoltaics"), financé par l'UE, vise à produire
des cellules photovoltaïques (PV) à haut rendement basées sur des
solutions de remplacement des technologies standard à base de silicium.
Une cellule PV, ou cellule solaire, est un dispositif électrique qui
convertit directement l'énergie lumineuse en électricité.
D'après le professeur Alejandro Perez-Rodriguez de l'Institut de
recherche sur l'énergie de Catalogne, coordinateur du projet SCALENANO,
les chercheurs se concentrent sur des processus chimiques qui,
contrairement à la plupart des technologies industrielles, ne requièrent
pas de machines ni d'équipements complexes et très coûteux.
"Le développement de technologies à base de films minces permettra
d'obtenir des cellules photovoltaïques à haut rendement de conversion
tout en parvenant à une réduction importante des coûts de fabrication",
dit-il.
Le projet SCALENANO, explique le professeur Perez-Rodriguez, mettra
en application des procédés innovants basés sur l'électrodéposition de
précurseurs nanostructurés, ainsi que des procédés de remplacement avec
un débit potentiel et des taux de traitement très élevés. Ils
comprendront notamment des techniques d'impression avec de nouvelles
formulations d'encre à base de nanoparticules et de nouvelles techniques
de dépôt rentables.
"Pour atteindre nos objectifs ambitieux, nous explorons de nouveaux
concepts d'architecture cellulaire à base de couches d'oxyde de zinc
nanostructurées", dit-il. "En outre, afin d'améliorer le rendement des
processus et la fiabilité de ce nouveau processus de fabrication, nous
mettons au point des techniques destinées à l'évaluation de la qualité
et à la surveillance des processus. Ce sont des techniques non
destructives qui doivent être en mesure de fournir des informations
pertinentes, si possible en temps réel, alors que nous avançons dans la
fabrication des cellules et modules solaires."
Après dix-huit mois de recherches sur les 42 mois totaux du projet,
le professeur Perez-Rodriguez affirme qu'il dispose déjà de quelques
résultats intéressants. Les chercheurs ont démontré l'évolutivité des
processus basés sur l'électrodéposition pour la synthèse de grandes
zones très homogènes d'absorbeurs chalcogénures en couches minces. Ils
ont déjà produit des modules solaires de surface moyenne avec un
rendement atteignant les 15,4%.
Il ajoute: "En parallèle, nous avons défini des voies évolutives
pour la synthèse des nanoparticules à utiliser dans les encres pour la
fabrication de précurseurs des cellules solaires en nous servant de
procédés d'impression très rapides et simples, semblables à ceux
employés pour imprimer un journal."
Les chercheurs ont également identifié des processus, dont le dépôt
par bain de produits chimiques et le nouveau dépôt en phase vapeur par
pulvérisation électrostatique (ESAVD) pour la synthèse de couches
d'oxydes transparents conducteurs (TCO), un élément essentiel de la
cellule solaire.
Les travaux menés dans le cadre du projet SCALENANO pourraient
constituer une étape importante vers l'augmentation de la part des
sources d'énergie renouvelables dans le bouquet énergétique de l'UE, et
contribuer à la compétitivité des fabricants de cellules solaires.
"Nous pensons développer un nouveau modèle de production d'énergie,
ce qui constitue un enjeu majeur pour le XXIe siècle", explique le
professeur Perez-Rodriguez. "Des technologies photovoltaïques
compétitives permettront au citoyen lambda de devenir producteur
d'énergie, et ouvriront la voie à l'autoproduction d'électricité. Ceci
contribuera sans aucun doute à un modèle énergétique plus décentralisé
où les citoyens jouent un rôle actif."
Le projet SCALENANO a reçu environ 7,5 millions d'euros de l'UE et devrait se terminer en juillet 2015.
Source : CORDIS
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26/08/24 à 12h46 GMT