La révolution solaire n’en est qu’à ses débuts. Certes le photovoltaïque connait un développement spectaculaire, lié notamment à l’effondrement des prix des panneaux produits massivement en Chine. Mais il devrait connaître une nouvelle accélération avec une révolution technologique qui se profile à l’horizon : du photovoltaïque encore moins cher et surtout qu’il sera possible d’installer presque partout sous forme de films. Cela évidemment n’effacera pas les principales faiblesses de l’électricité solaire, son intermittence et un rendement énergétique effectif limité de l’ordre de 20% en moyenne, mais permettra quand le soleil est à l’horizon de produire toujours plus et à des coûts réduits.
Un des pionniers du film solaire, l’entreprise britannique Power Roll, travaille depuis 2012 sur des technologies permettant d’imprimer en masse des films solaires. Elle a franchi une étape cruciale dans la fabrication de son film, utilisable presque partout, grâce à une nouvelle conception de ses cellules solaires en pérovskite.
Une production en masse de films solaires bon marché
L’entreprise associée à des chercheurs de l’Université de Sheffield a annoncé des avancées majeures dans son processus de production dans un article publié par la revue scientifique Applied Energy Materials. Le processus en question s’appelle le traitement rouleau à rouleau. Il consiste à enduire ou à gaufrer une longueur entière d’un matériau qui est acheminé en continu d’un rouleau à l’autre. En octobre dernier, Power Roll a levé 5,4 millions de dollars de capitaux pour mettre en place une première chaîne de production. Et elle espère même fabriquer suffisamment de films solaires pour installer des capacités de production d’électricité de 1 gigawatt dans un avenir proche. C’est peut-être aller un peu vite en besogne…
En tout cas, les panneaux photovoltaïques utilisant du pérovskite, un minéral plus performant que le silicium, sont sans doute l’avenir de l’électricité solaire. Ils offrent en théorie un rendement bien supérieur aux panneaux classiques pour un coût de fabrication plus faible et une facilité d’utilisation plus grande. S’ils sont en plus installés sur des films souples qu’on peut mettre en place presque partout, l’électricité solaire peut devenir omniprésente.
L’avantage principal du pérovskite est d’être un bien meilleur conducteur d’électricité que le silicium des panneaux classiques. Ce matériau permet des rendements dépassant les 30%. Il s’agit d’un minéral composé de calcium, de titane et d’oxygène (titanate de calcium) découvert par un minéralogiste russe, Lev Perovski, en 1839 dans l’Oural et baptisé en son honneur par le minéralogiste allemand Gustav Rose.
Léger et facile à appliquer
Pour entrer un peu plus dans les détails, la technologie développée par Power Roll fait appel au gaufrage de « structures microscopiques » dans un substrat plastique, à l’instar d’un « hologramme » sur une carte de crédit. Un seul mètre carré comporte 500.000 microsillons recouverts de matériaux conducteurs et d’encre photo-active. Des couches supplémentaires assurent la stabilité des films imprimés et leur durabilité.
L’équipe de Power Roll, avec l’appui de chercheurs de l’université de Sheffield, a conçu une nouvelle structure de microsillons qui permet que tous les contacts électriques de la cellule solaire se trouvent à l’arrière plutôt qu’à l’avant. Cela permet de produire de l’électricité plus efficacement et de rendre la production des cellules moins coûteuse et plus simple.
L’autre grand avantage de ce film solaire est qu’il est très léger et facile à appliquer. Il peut être installé sur toutes sortes de surfaces, y compris les toits n’ayant pas de charpentes solides, et transporté facilement dans des zones reculées qui ont besoin de produire leur propre électricité. Il pourrait recouvrir de nombreux bâtiments et espaces actuellement improductifs afin de disposer de beaucoup plus de sources d’électricité bas carbone pour alimenter les réseaux.
