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Le temps des couches minces au soleil
Le faible coût de fabrication du photovoltaïque qui utilise des couches minces de semi-conducteur au tellurure de cadmium a longtemps été considéré comme ayant le potentiel de faire sortir l'énergie solaire de son statut de niche en tant que source d'énergie très coûteuse, fournissant moins d'un vingtième de 1% de l'électricité américaine.
Blitz solaire : Des panneaux solaires à couche mince au tellurure de cadmium fabriqués par First Solar sont installés sur un toit à Bamberg, en Allemagne, par Blitzstrom, un intégrateur allemand de systèmes solaires. La technologie des couches minces commence à concurrencer la technologie traditionnelle du silicium, en particulier dans des pays comme l'Allemagne, où les incitations financières sont fortes.
Aujourd'hui, après deux décennies au cours desquelles la technologie au tellurure de cadmium a été confrontée à des problèmes de faible puissance et de fiabilité, elle se fraie soudainement un chemin sur les marchés des énergies renouvelables et concurrence la technologie solaire dominante d'aujourd'hui : les panneaux solaires en silicium. L'entreprise à l'origine de ce revirement technologique est basée à Phoenix Premier solaire , qui dit que la technologie pourrait éventuellement être compétitive par rapport aux sources d'électricité conventionnelles à base de combustibles fossiles.
First Solar a accumulé une série de contrats et d'investissements importants au cours de la dernière année pour sa technologie à couche mince. First Solar a clôturé une offre publique initiale de 400 millions de dollars en novembre et a conclu un accord trois mois plus tard pour fournir une ferme de panneaux solaires de 40 mégawatts en Allemagne qui sera l'une des plus grandes au monde. Et plus tôt ce mois-ci, la société a révélé qu'elle avait signé des contrats à long terme avec des acheteurs européens et canadiens pour fournir 685 mégawatts de modules d'une valeur de 1,28 milliard de dollars. Ce dernier chiffre est particulièrement impressionnant étant donné que toutes les usines de modules solaires aux États-Unis ont expédié moins de 200 mégawatts de photovoltaïque l'année dernière.
Ken Zweibel, qui a dirigé le National Renewable Energy Laboratory (NREL) des États-Unis Programme de partenariat couche mince pendant plus d'une décennie, affirme que First Solar a réussi à sortir du lot en réalisant simultanément une production de masse à faible coût et une puissance de sortie respectable. Zweibel, qui a quitté NREL en janvier pour lancer sa propre société de films minces utilisant une technologie similaire, s'attend à davantage d'améliorations sur les deux fronts. Le tellurure de cadmium a une voie claire vers la compétitivité des coûts avec l'énergie conventionnelle, dit-il.
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Voir des images de panneaux solaires à couche mince.
Les panneaux à couche mince sont produits en superposant des revêtements peu profonds de matériaux semi-conducteurs sur des feuilles de verre, de plastique ou de métal, un concept apparemment simple qui est difficile à mettre en œuvre à grande échelle. Les panneaux au tellurure de cadmium, en particulier, semblaient terminés il y a cinq ans lorsque BP Solaire , une branche de la compagnie pétrolière basée à Londres, a mis fin à ce qui avait été le plus grand effort de commercialisation du tellurure de cadmium.
BP Solar avait ouvert une usine de modules au tellurure de cadmium en 1998 conçue pour fabriquer huit mégawatts de modules par an, mais elle n'a jamais dépassé un mégawatt. Créer des films selon des spécifications rigoureuses s'est avéré plus difficile que prévu. Et l'entreprise s'inquiétait de l'image du produit, compte tenu de l'utilisation du cadmium, un métal lourd toxique. Et BP a trébuché sur le marché lorsque l'efficacité avec laquelle ses premiers modules commerciaux au tellurure de cadmium ont absorbé l'énergie solaire est passée de 8 % à 6 % après seulement quelques semaines sur les toits.
First Solar, fondée en 1999 à partir d'une startup appelée Solar Cells et avec une infusion de 250 millions de dollars du fondateur de Walmart, John Walton, a continué à peaufiner son processus de fabrication. L'entreprise a répondu aux préoccupations concernant la toxicité du cadmium en créant un programme de recyclage garantissant la reprise des panneaux à la fin de leur vie utile. Les responsables de l'entreprise n'ont pas souhaité faire de commentaires avant de publier un compte de résultat. Mais les documents de l'entreprise indiquent qu'elle a progressivement augmenté la production de sa première usine à Perrysburg, OH, de quelques centaines de kilowatts de modules par an dans les premières années à 75 mégawatts l'année dernière. First Solar produit désormais plus de 100 mégawatts de panneaux par an, grâce à une nouvelle usine en Allemagne.
First Solar dit qu'il transforme des plaques de verre de deux pieds sur quatre en modules prêts à être expédiés en 2,5 heures, avec une efficacité énergétique supérieure à 9 %, contre environ 7 % en 2004. Cette combinaison, selon First Solar, a réduit considérablement le coût par watt est passé de 2,94 $ en 2004 à 1,29 $ aujourd'hui - une période au cours de laquelle la demande croissante de silicium de haute qualité a gonflé le coût de production des panneaux de silicium entre 2,50 $ et 3,00 $ par watt, voire plus.
Les développeurs allemands d'énergies renouvelables tels que Juwi solaire , Groupe Gehrlicher , et Courant de foudre a commencé à utiliser les modules First Solar dans de grandes installations sur les toits et des parcs solaires sur le terrain en 2005. En février, Juwi Solar a choisi les modules de First Solar pour son parc solaire de 40 mégawatts en Saxe ; à son achèvement en 2009, les 550 000 modules First Solar du parc couvriront une superficie égale à 160 terrains de football.
Lors de la conférence Solar 2007 à Cleveland plus tôt ce mois-ci, First Solar COO Chip Hambro a déclaré que la société prévoyait de réduire le prix qu'elle facture pour les modules (par opposition à son coût de fabrication) de plus de 2 $ par watt aujourd'hui à 1,25 $ par watt ou moins d'ici cinq ans. La société le ferait en grande partie en augmentant davantage la puissance de sortie des modules.
La startup de Zweibel, PrimeStar Solaire , basée à Golden, CO, parie également sur une plus grande efficacité. PrimeStar cherche à commercialiser une conception de module plus sophistiquée développée au NREL, qui détient le record d'efficacité pour les cellules fabriquées en laboratoire à 16,5% (contre 14,5% pour les meilleures cellules de laboratoire de First Solar). Zweibel dit que la technologie du tellurure de cadmium offre une voie physique claire pour réduire le coût de l'énergie solaire de 15 à 30 cents par kilowattheure aujourd'hui à 5 cents par kilowattheure, juste au-dessus du coût moyen de l'énergie au charbon aux États-Unis.
Cependant, la centrale d'origine de First Solar dans l'Ohio est désormais largement dépréciée, ce qui signifie la perte d'un avantage économique. Alors que First Solar produit davantage à partir de sa nouvelle usine de modules en Allemagne et d'une troisième usine en cours en Malaisie, la société pourrait avoir plus de travail à faire pour tenir sa promesse de réduire son prix pour un watt de module à moins de 1,25 $.