Royaume-Uni : un programme pour du photovoltaïque bon marché

Illustration : Université de Durham (copie d'écran)

PV21 est un programme de recherche, qui a débuté en avril 2004, sur les matériaux semi-conducteurs pour le photovoltaïque du 21e siècle.

Il a récemment été reconduit pour une nouvelle période de quatre ans. Il est financé à hauteur de 6,3 millions de livres (environ 9 millions d'euros) par l'Engineering and Physical Sciences Research Council , conseil de recherche pour les sciences de l'ingénieur et les sciences physiques (EPSRC), via une initiative de Supergen (Sustainable Power Generation and Supply).
PV21 est le plus important programme de recherche dans le domaine des matériaux photovoltaïques jamais entrepris au Royaume-Uni. Cette initiative est dirigée par l'Université de Durham et regroupe les Universités de Bangor, Bath, Cranfield, Edimbourg, Northumbria, Southampton et Imperial College London. Les groupes de recherche travaillent conjointement avec neuf partenaires industriels.
Dans sa première période d'activité (2004 - 2008), le consortium a mis en place des équipements pour l'étude de cellules à couches minces fabriquées à partir de trois types de semi-conducteurs différents : le tellurure de cadmium, le cuivre indium sélénium et le silicium. Ces plateformes vont être à la base des recherches qui se dérouleront dans les quatre prochaines années. L'objectif du responsable du programme, selon le Professeur Ken Durose, du département de physique de l'Université de Durham, est de permettre des avancées significatives pour qu'à moyen terme, l'énergie solaire photovoltaïque devienne compétitive au Royaume-Uni.

Pour minimiser les coûts liés aux matériaux semi-conducteurs, les équipes de recherche veulent développer des cellules à couches ultraminces.

Afin que le rendement de la cellule soit augmenté, plusieurs axes de recherche vont être étudiés :
- coupler le matériau semi-conducteur avec des matériaux colorants absorbants afin d'élargir le spectre de lumière convertissable en énergie électrique ;
- développer des structures efficaces pour collecter la lumière. On envisage par exemple l'utilisation de nano-motifs sur la surface des cellules afin de coupler la lumière reçue avec les absorbeurs présents dans le semi-conducteur ;
- développer des procédés pour minimiser le nombre de grains dans le semi-conducteur et ainsi favoriser le transport des électrons.
Le but de ces recherches est d'augmenter l'absorption photonique des cellules et de maximiser le taux de conversion électronique du semi-conducteur. À moyen terme, si ces avancées s'avèrent concluantes, le prix du kilowattheure solaire pourrait être réduit de moitié.
Le consortium souhaite également lancer des études sur certains matériaux qui pourraient être moins chers et surtout plus viables à long terme en cas d'utilisation massive des cellules solaires. Par exemple, l'indium est actuellement un élément clé dans le photovoltaïque alors qu'il est très cher et très rare. Dès lors il est indispensable de trouver des matériaux alternatifs à ce métal.
Enfin, pour assurer l'efficacité des technologies qu'il développe, le PV21 inclut des études technico-économiques, permettant de vérifier l'adaptabilité des cellules développées à une production industrielle.
Complément d'information : Supergen (Sustainable Power Generation and Supply)

Supergen est un programme qui coordonne la recherche pour le développement des nouvelles technologies de l'énergie. Son rôle est d'aider le Royaume-Uni à atteindre ses objectifs en matière d'environnement. C'est une initiative multidisciplinaire dirigée et financée par l'EPSRC en partenariat avec le BBSRC (Biotechnology and Biological Sciences Research Council, conseil de recherche pour la biologie et les biotechnologies), l'ESRC (Economic and Social Research Council, conseil de recherche pour l'économie et les sciences sociales), le NERC (Natural Environment Research Council, conseil de recherche pour l'environnement) et le Carbon Trust.
Pour faciliter le transfert technologique, Supergen développe des consortiums entre universitaires et industriels. Treize consortiums ont été financés depuis novembre 2003 dans des domaines liés aux énergies renouvelables et à leur intégration dans le réseau énergétique du Royaume-Uni. En développant ces plateformes technologiques, Supergen souhaite faire des progrès significatifs dans les recherches et ainsi accélérer la diffusion des énergies renouvelables.

Source : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53072.htm