Ce vendredi 25 avril 2014 marque les 60 ans d’une innovation au centre des débats sur la transition énergétique : la cellule solaire. En 1954, trois chercheurs américains des laboratoires Bell, GL Pearson, Daryl Chapin et Calvin Fuller faisaient publiquement la démonstration d’une cellule photovoltaïque au silicium capable de convertir 6 % de l’énergie du soleil en électricité.
Prophétisée par Einstein, l’histoire de la fabrication des cellules solaires commence vraiment pendant la deuxième guerre mondiale, grâce à un coup de chance. En examinant un échantillon de silicium défectueux, un chercheur des laboratoire Bell s’aperçoit qu’il est traversé par un courant électrique lorsqu’il est exposé à la lumière. Une fissure séparait deux zones avec différents niveaux d’impuretés : un côté avait été positivement dopé, l’autre côté négativement. Cette « jonction pn » mise en évidence par Russell Shoemaker Ohl est toujours le principe de fonctionnement d’une cellule solaire.
Des collègues chercheurs ont continué les travaux de Ohl, mais les rendements n’étaient pas convaincants : moins de 1% de l’énergie du soleil était transformée en courant électrique.
En 1954, trois chercheurs faisaient la démonstration d’une cellule solaire au silicium capable de convertir 6 % de l’énergie du soleil en électricité. Publicité Bell de l’époque.
Finalement, après avoir essayé différents matériaux, les laboratoires ont présenté au public un prototype qui permettait de faire fonctionner un jouet ou une petite radio. Les ingénieurs avaient fabriqué un sandwich de silicium avec une première couche traitée à l’arsenic, ce qui lui donnait une charge négative et une couche supérieure positive grâce à l’adjonction de bore. Le tout était enveloppé d’un revêtement en plastique mat pour éviter que la surface réfléchisse la lumière du soleil plutôt que de l’absorber.
À cette époque Bell expliquait que sa technologie pourrait dans l’avenir fournir à peu près 50 watts par mètre carré. Actuellement, on estime que cette même surface peut produire jusqu’à cinq fois plus d’énergie.
Le rendement net d’un panneau solaire photovoltaïque du commerce est aujourd’hui d’environ 10 à 15 %. Quant au coût de ces équipements, il est descendu en flèche, au point que certains experts ont annoncé qu’il pouvait d’ores et déjà être considéré comme la source d’énergie électrique la plus rentable dans certaines conditions.
Remonter à la source :
April 25, 1954: Bell Labs Demonstrates the First Practical Silicon Solar Cell