Energies complémentaires

Moins de silicium, plus de performance

Aujourd'hui, il faut de 10 à 12 kg de silicium purifié pour obtenir au final 1 kW de puissance installée. Or la croissance de la demande accentue les tensions sur les prix et sur la disponibilité de ce matériau. Les cellules actuelles - de première génération - représentent près de 95 % du marché. Leur optimisation, et c'est l'une des priorités de Photovoltech, impose d'agir dans trois directions : diminution des épaisseurs de silicium, réduction des pertes de matière, suppression de certaines étapes complexes comme le découpage des galettes.

Films ou couches minces : la deuxième génération

Ces cellules sont le plus souvent formées d'un support de verre ou de céramique, recouvert de quelques microns seulement de silicium amorphe ou d'autres matériaux semi-conducteurs, comme, par exemple, l'association cuivre-indium-gallium-sélénium (CIGS).

Certes, leurs ventes sont encore marginales. Mais elles consomment à la fois moins de matériau et moins d'énergie pour leur fabrication.

Plus larges, plus flexibles, elles sont aussi plus faciles à intégrer aux constructions existantes et offrent davantage de liberté aux architectes, au stade de la conception. Problème : leurs rendements et procédés de fabrication n'autorisent guère, pour l'heure, une utilisation à grande échelle.

Commissariat à l'Energie Atomique (CEA, France), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS, France), Interuniversity MicroElectronics Center (lMEC), INstitut de l'Information Scientifique et Technique (INIST), LPICM (Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces)... le Groupe est associé depuis longtemps à des partenaires scientifiques de premier plan dans le photovoltaïque. Il collabore aujourd'hui étroitement aux recherches menées pour surmonter ces obstacles.

Hybrides, quantiques, organiques... vers une troisième génération de cellules

Avec la troisième génération, encore au stade du laboratoire, on entre dans une autre dimension, celle de l'infiniment petit. Plusieurs approches sont ici en présence : microélectronique, nanotechnologies, physique quantique, etc.

La voie des cellules hybrides (oxyde de titane nanocristallin associé à un polymère conducteur) pourrait ramener à seulement 0,5 kg la quantité de matière nécessaire pour délivrer une puissance d'un kW. Autre voie prometteuse : le recours à des molécules organiques qui imitent la photosynthèse des végétaux.

Pour Total, ces sujets ne relèvent plus de la science-fiction. Fin 2008, le Groupe est ainsi devenu le principal actionnaire de Konarka, une start-up américaine qui fabrique des films plastiques solaires en matières organiques. Co-fondée par Sukant Tripathy, Howard Berke et Alan Heeger (prix Nobel de Chimie), Konarka propose déjà des produits adaptés à de multiples applications. La société détient en portefeuille de nombreux brevets et licences et s'appuie sur une équipe de haut niveau.

Adossée à Total, elle va bénéficier du savoir-faire de plusieurs filiales (Atotech, Bostik, Hutchinson, Sartomer et Total Petrochemicals USA Inc.), notamment dans la chimie du carbone. En mutualisant des expertises complémentaires, Total et Konarka vont avancer ensemble plus rapidement, à la fois sur les films minces et sur le développement des générations futures du photovoltaïque.