La course au rendement des cellules solaires continue. Le fabricant japonais Sharp, l’un des leaders mondiaux du secteur, vient d’annoncer un rendement de conversion de 35,8% (le taux de conversion de la lumière en électricité) sur des cellules solaires triple-jonctions. Une avancée réalisée en laboratoire, avec le New Energy and Industrial Technology Development Organisation (NEDO), une agence publique nippone de recherche et développement.
A la différence d’une cellule à une seule couche mince, une cellule triple-jonction présente trois couches minces de semi-conducteurs superposés. Chacune absorbe des longueurs d’onde de lumière différentes. Ce qui permet d’augmenter le rendement par rapport à une cellule à une seule couche, et également d’accroître sa longévité.
En 2003, Sharp avait déjà établi un rendement de conversion de 31,5% sur ce genre de cellules, grâce à la superposition d’une couche de phosphure de gallium indium (InGaP), d’arséniure de gallium indium (InGaAs) et de Germanium (Ge).
Mais ce dernier composant, situé sur la couche inférieure, produit un courant électrique peu exploitable, selon la société. Elle l’a donc remplacé par de l’arséniure de gallium-indium. Résultat : une conversion de 35,8 %.
Un enjeu économique de taille
Par comparaison, le rendement d’une cellule solaire à couche mince (simple jonction) est de l’ordre de 14 à 25%. Le résultat de Sharp représente donc une avancée importante pour un industriel, même si la technologie reste trop coûteuse et n’est pas encore suffisamment stabilisée pour une commercialisation à très court terme. Les premiers débouchés pourraient venir des applications satellitaires, d’ici trois à quatre ans.
Entre les laboratoires de recherche, la bataille fait rage pour améliorer les performances des cellules, qui permettrait de faire baisser les coûts de production du solaire. Certains d’entre eux ont d’ailleurs déjà annoncé des records plus élevés que celui de Sharp sur des cellules triple-jonctions, mais avec des matériaux différents.
L’université américaine du Delaware a annoncé en juillet 2007 un rendement de 42,8%. En août 2008, toujours aux Etats-Unis, le National Renewable Energy Laboratory atteignait un taux de conversion de40,8%. Quelques mois plus tard, les chercheurs allemands du Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems communiquaient sur un taux de conversion de la lumière en énergie électrique de 41,1%, soit 0,03% de plus…
Et les chercheurs entrevoient désormais à moyen terme un taux proche de 50%. Reste à franchir le cap de l’industrialisation
Alexandre Simonnet