Les outils de fabrication de puces produisent des cellules solaires ultra-efficaces

Soitec , une entreprise de fabrication française, affirme avoir utilisé des techniques conçues pour fabriquer des microprocesseurs pour produire des cellules solaires avec une efficacité record de 46 %, convertissant plus de deux fois plus de lumière solaire en électricité que les cellules conventionnelles.

Une plaquette portant 500 minuscules cellules solaires, fabriquée par Soitec, a produit un nouveau record du monde.

Bien que les cellules soient plus compliquées à produire, l'utilisation de techniques de fabrication établies promet de réduire les coûts de production.

Les cellules solaires ordinaires utilisent un semi-conducteur pour convertir la lumière du soleil en électricité. Les cellules fabriquées par Soitec comportent quatre semi-conducteurs, chacun conçu pour cibler une partie différente du spectre solaire. Soitec a produit il y a environ un an sa première cellule à quatre semi-conducteurs. Depuis lors, elle a rapidement amélioré son efficacité et semble être en passe d'être la première entreprise à franchir le cap tant attendu de 50 % d'efficacité.

Au cours des dernières années, les coûts de l'énergie solaire ont baissé de plus de 80 %, principalement parce que les entreprises ont trouvé des moyens moins coûteux de fabriquer des cellules solaires au silicium conventionnelles. Mais l'énergie solaire est toujours plus chère que les combustibles fossiles dans la plupart des endroits.

Soitec est l'une des nombreuses entreprises qui tentent de réduire les coûts en rendant les cellules solaires plus efficaces, de sorte qu'il en faut moins pour produire la même quantité d'énergie. Cela réduit les coûts d'installation, qui peuvent représenter plus de la moitié du coût de l'énergie solaire (voir Panneaux solaires qui se configurent eux-mêmes). Le défi consiste à atteindre des rendements élevés sans augmenter de manière significative le coût de fabrication des cellules.

Combiner plusieurs semi-conducteurs dans une cellule solaire est une vieille idée difficile à mettre en pratique. Il est possible de faire croître les matériaux semi-conducteurs séparément puis de les lier ensemble, mais cela nécessite plusieurs modèles cristallins, ce qui est coûteux et peut entraîner des liaisons imparfaites.

Pour fabriquer ses cellules solaires à quatre semi-conducteurs, Soitec commence par cultiver deux matériaux semi-conducteurs atomiquement compatibles sur un modèle et deux semi-conducteurs compatibles différents sur un autre. L'un des gabarits est ensuite retiré pour pouvoir être réutilisé (la structure de la cellule solaire finale rend difficile le retrait de l'autre). Enfin, les deux paires de semi-conducteurs sont empilées. Soitec a déjà utilisé le processus de réutilisation du modèle et de collage des semi-conducteurs pendant des années pour fabriquer des composants pour microprocesseurs et autres composants électroniques.

La société prévoit de commencer la fabrication à grande échelle de ses cellules à quatre semi-conducteurs en 2016. Certaines questions subsistent cependant quant au coût de son processus. La société ne fournit pas d'estimations spécifiques du coût par kilowatt de l'énergie solaire utilisant sa technologie, affirmant que les chiffres dépendent de l'emplacement.

D'autres entreprises rivalisent pour être les premières à atteindre 50 % d'efficacité. Cette année, la startup Semprius a fait la démonstration de cellules à quatre semi-conducteurs qui étaient efficaces à 44,1 %, et la société affirme qu'elle est sur la bonne voie pour battre le record du monde l'année prochaine.

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