Jusqu’à présent les panneaux solaires étaient à 90% d’origine chinoise, l’Europe étant totalement dépassée dans ce domaine et l’industrie française inexistante. 

          Grace au travail de recherche du CEA depuis une dizaine d’années, d’un industriel grenoblois de fours ECM, et l’association avec une entreprise italienne, Enel Green Power, la donne changera peut être légèrement, dans les prochaines années.

           Pour comprendre le problème voyons d’abord comment fonctionne un capteur solaire photo-voltaïque.
           Les 4 schémas ci-dessous décrivent succinctement le principe :

On dope une zone de silicium cristallin                Au contact des zones N et P les électrons
ayant quatre électrons externes, avec                  et les trous diffusent les uns vers les autres
du phosphore qui en possède 5 d’où                    qui s’annihilent et créent un champ
un excédent d’électrons.N.                                    électrique : c’est la jonction qui possède
On dope une autre zone avec du bore                  un champ électrique entre N et P.
ayant trois électrons externes d’où un
déficit d’électrons, des « trou positif » P

Les photons solaire transmettent leur                     Les trous et les électrons soit se recom- 
énergie aux électrons du silicium qu’ils                   binent, soit sont séparés par le champ
arrachent aux atomes, créant des paires                électrique et collectés sur les extrémités
électron-trous. (ronds et point blanc sur                  des zones N (pour les trous) et P (pour
le schéma).                                                              les électrons), générant un courant élec-
                                                                                 trique continu de faible voltage.

           Actuellement le silicium utilisé monocristallin a un rendement qui approche les 20% mais il est très cher. Il représente 40% du marché. Les 60% autres % utilisent du silicium polycristallin, moins cher, mais de rendement très inférieur
          Le constructeur de four ECM a eu l’idée de fondre 10% de silicium monocristallin et 90% de polycristallin et d’obtenir des lingots parallélépipédiques de silicium à 95% monocristallin, donc d’un coût bien moindre, qui ne nécessite qu’une température de 200 d° au lieu de 800.

         Le CEA-Liten a imaginé une structure particulière, appelée hétérojonction,  en ajoutant deux couches fines d’une dizaine de nanomètres, de silicium amorphe et de silicium amorphe dopé, qui augmentent l’attraction des électrons vers les zones de collecte.
          Par ailleurs l’épaisseur des capteurs a pu être diminuée de 170 à 110 µ. Les cellules devenant très souple il a fallu concevoir des automates spéciaux pour la manipuler.
          Les surfaces sont composées de pyramides qui piègent les photons par réflexions successives,, et les couches de silicium sont revêtues d’un oxyde métallique transparent, qui améliore la collecte des électrons.
          La cellule est biface, ce qui permet de capter les photons renvoyés par le sol ou le toit, et améliore donc sensiblement le rendement.
          Enfin le rendement de toute cellule photovoltaïque baisse avec la température, mais le coefficient de température des cellules du CEA est moindre.

 La société italienne Enel Green Power construit une usine à Catane, qui produira des panneaux solaires sur ce modèle, pour une puissance d’environ 80 Mw par an.
          Elle espère obtenir des panneaux ayant un rendement de 30%, bien supérieur à celui des produits chinois et pour un coût analogue.

          L’Europe espère ainsi remonter la pente, vis à vis du monopole chinois, ce qui et une bonne chose.

           Mais il ne faut pas oublier que, même si les panneaux ont un meilleur rendement, à moindre coût, le rendement du soleil lui même et faible, car il est absent la nuit,  (alors qu’on voudrait charger les batteries des véhicules électriques), et l’hiver ou par mauvais temps et que le soleil est absent, alors que ce sont les périodes les plus froides où l’on a le plus besoin d’électricité.

 De plus le courant produit est faible, de basse tension, et continu. IL faut donc le rendre alternatif pour le transporter- ce qui affecte le rendement -, et multiplier le nombre de cellules ce qui exige de grandes surfaces.

 Le solaire photovoltaïque n’est donc intéressant que si on ne le transporte pas, c’est à dire sur le toit des maisons, mais cela limite les puissances à 3 à 5 kW et exclut donc le chauffage.

 Réaliser des centrales solaires est peut être de nature à satisfaire les écologistes souvent peu techniciens, mais est une aberration sur le plan de la surface exigée et des coûts. Quant à faire une centrale flottante sur des lac, je souhaite bien du plaisir à ceux qui devront faire des jonctions électriques dans l’eau, ce qui augmentera le coût et le risque de pannes.