Ce qui est rare est cher. Le silicium n’échappe pas à cette règle..
La demande de silicium est en forte croissance, avec un doublement de la demande tous les 3 ans et des délais de livraison en augmentation. L’industrie photovoltaïque a d’ailleurs consommé en 2006 plus de silicium que l’industrie électronique !
Pour faire face à ces difficultés, l’industrie photovoltaïque explore différentes pistes comme … se passer de silicium (en utilisant du plastique p.e.). Mais une des voies très prometteuses est
la Haute Concentration Photovoltaïque. Le principe du HCPV est très simple : par un système de miroir ou de loupe concentre les rayons du soleil sur un morceau réduit de silicium. Ainsi, une concentration de 500x (ou 500 soleils) sur un cm2 donnera autant d’énergie qu’un panneau PV de 500cm2.
Les avantages sont évidents : moins de silicium pour un rendement équivalent et moins d’énergie nécessaire à la fabrication.
La solution finale requiert des cellules PV de très bonnes qualités et nécessite des technologies plus « lourdes » car il faut mettre en place des techniques de tracking du soleil, de concentration des rayons et de refroidissement de la cellule PV.
Voyons cela plus en détail :
Efficacité de la cellule
Une technique pour augmenter l’efficacité des cellules est d’utiliser les différents spectres du rayonnement solaire. Les cellules multi-jonction sont en quelque sorte un « sandwich» de plusieurs cellules photovoltaïques convertissant différentes parties du spectre solaire
Un des leaders dans la production de cellules multi-jonction est la société américaine Spectrolab, filiale de Boeing.
En utilisant une nouvelle cellule multi-jonction constituée de germanium, de galium et d’indium, Spectrolab est arrivé en décembre 2006 à un rendement record de 40.7% à 25° et concentration de 240x
Suivi de la course du soleil (tracking)
Un système qui « suit le soleil » et optimise ainsi l’angle d’attaque du rayonnement augmentera le rendement de 45% par rapport à un solution « à plat »
Système de concentration (lentille de Fresnel, miroirs)
Il existe différentes solutions mais l’objectif est le même : fournir sur un point le plus petit possible la concentration la plus forte (500-1000 soleils)
Système de refroidissement actif ou passif
La performance des cellules est fonction de la température. Une augmentation de 10° diminue l’efficacité de la cellule de 0,5%. Une cellule de rendement de 35% à 25° aura donc un rendement de 33% à 45°. Et comme vous avez tous joué avec une loupe quand vous étiez petit vous savez que les rayons de soleil concentrés peuvent être très chaud J
Quelques acteurs du marché
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