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Un panneau solaire à deux cellules
Une start-up appelée Stion recevra 1 million de dollars du National Renewable Energy Laboratory (NREL) pour développer un nouveau type de panneau solaire à faible coût et à haute efficacité. La société utilisera le nouveau financement pour fabriquer des panneaux solaires combinant deux types de cellules solaires, ce qui permettra aux panneaux de convertir efficacement une large gamme du spectre solaire en électricité.
Stion fabrique déjà des panneaux solaires à couche mince, un type de panneau solaire généralement moins efficace que les panneaux solaires conventionnels en silicium cristallin, mais dont la fabrication peut coûter beaucoup moins cher, voire la moitié dans certains cas. Les nouveaux panneaux sont censés être tout aussi efficaces que les panneaux conventionnels en silicium, mais toujours beaucoup moins chers à fabriquer. Le financement fait partie du programme récemment annoncé par l'administration Obama. Coup de soleil initiative, qui a pour objectif de réduire de 75 % le coût des panneaux solaires installés, afin de rendre l'énergie solaire compétitive par rapport aux combustibles fossiles.
Les panneaux existants de Stion convertissent 12 % de l'énergie solaire en électricité. Il s'agit d'un chiffre élevé pour les panneaux solaires à couche mince, qui ont généralement des rendements allant de 6 à 11%. Les nouveaux panneaux utilisent une conception de cellules solaires en tandem pour augmenter l'efficacité de 15 à 18 %, explique le fondateur et directeur de la technologie, Howard Lee.
Lee ne dira pas exactement ce qu'il en coûte à Stion pour fabriquer ses panneaux solaires de première génération, mais il dit que l'entreprise est maintenant sur le point d'être compétitive avec First Solar, le plus grand fabricant de panneaux solaires à couche mince au monde. Les faibles coûts et les rendements relativement élevés de First Solar en ont fait le seul fabricant de couches minces à rivaliser avec la capacité de production des plus grands fabricants de panneaux solaires conventionnels. (Les panneaux sont moins chers que les panneaux de silicium conventionnels, mais moins efficaces.)
First Solar fabrique des panneaux solaires à couche mince de tellurure de cadmium, tandis que Stion fabrique un type de panneau solaire composé de cuivre, d'indium, de gallium et de sélénium (CIGS). Ce matériau commence tout juste à être commercialisé et de nombreux experts pensent qu'il peut atteindre des rendements plus élevés que les cellules solaires au tellurure de cadmium.
Mais deux choses distinguent la technologie de Stion des autres fabricants de panneaux solaires CIGS. Premièrement, il ne nécessite pas d'équipement de fabrication spécialisé. Au lieu de cela, il utilise un équipement de pulvérisation conventionnel qui est maintenant utilisé pour fabriquer des films minces pour les puces semi-conductrices et les disques durs.
Lee dit que cela lui permettra d'étendre facilement sa fabrication dans le monde entier. Vous pouvez utiliser du matériel que vous pouvez acheter dans le commerce, dit-il.
Deuxièmement, les panneaux de Stion sont réglés pour convertir efficacement différentes parties du spectre solaire que les autres panneaux CIGS. Son produit de première génération est réglé pour absorber la lumière davantage vers l'extrémité rouge du spectre solaire, ce qui en fait une bonne adéquation avec une cellule solaire, constituée de matériaux similaires au CIGS, conçue pour l'extrémité bleue du spectre.
Le couplage des cellules augmente l'efficacité globale des panneaux solaires et peut réduire les coûts en réduisant le nombre de panneaux à installer. (Des cellules solaires à couche mince en tandem en silicium amorphe ont été fabriquées par d'autres fabricants, mais elles sont beaucoup moins efficaces que celles que Stion développe.)
Stion, qui a été fondée en 2006, a levé environ 115 millions de dollars à ce jour. Elle fabrique des panneaux solaires à San Jose, en Californie, et construit une autre usine dans le Mississippi grâce à un prêt supplémentaire de 75 millions de dollars. Son objectif dans le cadre du financement du NREL est de produire, d'ici un an, une version de ses panneaux en tandem qui pourrait être produite en série.
Le programme NREL est destiné à financer des entreprises qui adoptent des approches radicalement différentes des panneaux solaires qui pourraient conduire à la production de panneaux solaires à moins de 50 cents par watt, explique Martha Symko-Davies, qui gère le projet d'incubateur de technologie PV au NREL. Les chercheurs ont expérimenté les cellules solaires CIGS pendant des décennies, mais elle dit que des entreprises telles que Stion ont fait de grands progrès au cours des trois à quatre dernières années pour mettre CIGS sur le marché. En conséquence, la fabrication d'une cellule tandem devrait maintenant être relativement facile. Si votre CIGS fonctionne, faire ce que Stion fait ne devrait pas prendre beaucoup plus de temps, dit-elle.