Découper le silicium pour un solaire moins cher

Solariums , une startup basée à Fremont, en Californie, a l'intention de réduire le coût des panneaux solaires en diminuant la quantité de matériel coûteux requis. Elle a récemment commencé à expédier ses premiers panneaux à des clients sélectionnés. Ce printemps, la société commencera la production de panneaux solaires dans une usine construite pour produire 25 mégawatts de panneaux solaires par an.

Solaire dépouillé : En coupant les cellules solaires en silicium en bandes (à gauche) et en utilisant du plastique moulé (à droite) pour y acheminer la lumière, Solaria est en mesure de réduire le coût de ses panneaux solaires.

Les coûts élevés actuels du type de silicium utilisé dans le photovoltaïque ont considérablement augmenté le prix des panneaux solaires conventionnels. Les cellules de Solaria génèrent environ 90 % de l'énergie d'un panneau solaire conventionnel, tout en utilisant deux fois moins de silicium, explique Kevin Gibson, directeur technique de Solaria.

D'ordinaire, le silicium d'un panneau solaire s'étend sur toute sa surface, collectant la lumière d'autant de surface que possible. Mais Solaria découpe le silicium en fines lamelles et les espace de sorte qu'elles ne représentent qu'environ la moitié de la surface du panneau. Un couvercle en plastique moulé transparent recueille la lumière de l'ensemble du panneau et la dirige vers les bandes de silicone.

Cette approche permet d'économiser de l'argent car les coûts totaux du plastique moulé, des autres matériaux supplémentaires et des étapes de fabrication supplémentaires sont toujours inférieurs au coût du silicium supplémentaire utilisé dans les panneaux solaires conventionnels. Solaria réduit également les coûts en utilisant des équipements de fabrication déjà développés pour l'industrie des semi-conducteurs, évitant ainsi des équipements personnalisés coûteux. Gibson affirme que les premiers produits de Solaria seront suffisamment économiques pour concurrencer les panneaux produits par des entreprises beaucoup plus grandes, et que les générations de produits successives coûteront entre 10 et 30 % de moins que leurs concurrents.

Les prix du silicium sont élevés maintenant. Mais l'élément est abondant, et déjà de nouvelles installations sont mises en service pour produire du silicium plus raffiné. Pour que Solaria soit compétitif sur le long terme, il lui faudra mettre en œuvre d'autres mesures d'économie, notamment en améliorant l'efficacité globale de ses panneaux solaires, selon Tonio Buonassisi , professeur de génie mécanique au MIT.

De telles améliorations sont possibles, dit Gibson. Par exemple, dans les cellules solaires conventionnelles, les fils pour collecter le courant sont placés au-dessus de la cellule, où ils bloquent une partie de la lumière solaire entrante. Solaria pourrait placer ses fils entre les bandes de silicium, où ils ne bloquent pas la lumière. Comme les fils n'auraient pas besoin d'être minces pour éviter de bloquer la lumière, ils pourraient être dimensionnés pour collecter l'électricité plus efficacement.

Vol solaire : Solaria espère économiser en utilisant des équipements développés pour l'industrie des semi-conducteurs, comme le robot montré ici.

Solaria sera en concurrence avec de nombreuses autres sociétés qui ont développé des moyens d'utiliser moins de silicium. Solaire à feuilles persistantes , basée à Marlboro, MA, a découvert une technique de traitement du silicium avec moins de déchets. Un groupe de l'Université nationale australienne a développé tranches de silicium mis sur le bord pour capter la lumière et produire de l'électricité. Stellaris , basée à Lowell, MA, a créé une technologie qui, comme celle de Solaria, utilise de faibles concentrations de lumière pour réduire la quantité de silicium nécessaire.

Martha Symko-Davies, directrice de recherche principale au National Center for Photovoltaics à la Laboratoire national des énergies renouvelables à Golden, CO, affirme que l'approche de Solaria peut présenter un avantage par rapport à un autre type de technologie qui utilise des miroirs ou des lentilles pour concentrer la lumière du soleil jusqu'à plusieurs centaines de fois. Bien que les approches à haute concentration soient prometteuses, selon Symko-Davies, elles nécessitent des systèmes de suivi complexes pour maintenir les appareils pointés directement vers le soleil. Ces systèmes ajoutent des coûts et peuvent tomber en panne avec le temps. L'approche de Solaria ne nécessite pas de système de suivi.

À ce jour, Solaria a levé 77 millions de dollars pour développer sa technologie, avec le plus grand fabricant de cellules solaires au monde, Q-Cell, agissant en tant qu'investisseur principal.

Le succès à long terme de Solaria n'est toujours pas assuré, dit Buonassisi. Mais il dit aussi que la technologie de l'entreprise est une approche ingénieuse. En fin de compte, ajoute-t-il, plus la diversité des technologies disponibles est grande, mieux c'est.

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