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Nanosolar : le panneau solaire photovoltaïque réinventé
Écrit par : Yves Heuillard dans vidéos, technologie, solaire, comprendre le 12 septembre 2009
Regardez la vidéo qui suit. Tournée dans les usines de production de panneaux solaires photovoltaïques de Nanosolar elle montre toute l'originalité et l'efficacité de la production de panneaux photovoltaïques en couche mince sur un film métallique souple.
L'idée des panneaux solaires en couche mince, à la base du processus de fabrication de Nanosolar, est simple : si on pouvait "imprimer" des cellules solaires sur un "papier" métallique, on pourrait produire des cellules à la vitesses des rotatives d'imprimerie, en continu, avec un coût de production très bas. 500 millions de dollars plus tard, cette idée est réalité. Nanosolar a démarré la production en Europe en septembre 2009, et un peu plus tôt en Californie. Regardez ce film, reportez-vous à nos explications ci-après si vous n'avez pas tout compris (c'est en anglais).
La technologie en couche mince n'emploie pas du silicium semiconducteur, mais le plus souvent, soit, comme chez Nanosolar, un matériau composé de cuivre, indium, gallium et sélénium ( CIGS), soit un matériau à base de tellurrure de cadmium (utilisé par FirstSolar, l'un des plus grands fabricants au monde). La technologie en couche mince se prête bien à une fabrication par dépot sur un film souple.
Chez Nanosolar, le matériau semiconducteur employé est sous forme de nanoparticules d'une taille de 20 nanomètres (un millionième de millimètre), environ la taille de 20 atomes. Les nanoparticules sont noyées dans une "encre" qui en assure une très bonne dispersion, homogène, stable dans le temps. L'encre est déposée sur un film métallique mince et souple, qui autorise son "impression" sur des machines rotatives.
Chaque cellule imprimée "à la volée" sur le film métallique est finie en y ajoutant les contacts de très faible résistance nécessaires à leur interconnection. Puis le film est découpé en cellules. Les cellules sont triées selon leur performance. Elles sont ensuite assemblées sur des panneaux de verre, pour former des panneaux solaires photovoltaïques.
Le tri préalable des cellules permet de faire des panneaux dont les cellules sont parfaitement adaptées les unes aux autres ( à 0,1 % près de leurs caractérisques électriques), ce qui, selon le constructeur, augmente leur fiabilité et prolongent leur durée de vie (à l'occasion, le lecteur apprend ici, que chez un même constructeur de panneaux solaires, on trouve plusieurs qualité de produits).
On ne voit pas dans le film, probablement pour des raisons de secret de fabrication, que chaque cellule est en réalité constituée de plus de quinze composants et couches dont plusieurs ne font que quelques atomes d'épaisseur.
Nanosolar estime que la comparaison de leur processus de fabrication à celui des panneaux classiques, monocrystallins ou polycristallins, est équivalente à la comparaison de la fabrication d'une Toyota à celle d'une Ferrari. Vous aurez compris que, dans la comparaison, Toyota, c'est Nanosolar. Côté performance, le résultat est de quelques pour cent de moins de rendement, mais côté coût de fabrication, toujours selon Nanosolar, il serait de l'ordre de dix fois moins cher !
Nanosolar annonce un rendement médian de 11% pour ses cellules de production courante, sachant que 16,4% sont déjà obtenus en laboratoire. Les rendements des panneaux solaire classiques, polycristallins ou mononcrostallins varie en 14 et 18%. Mitsubishi a annoncé la disponibilité de panneaux photovoltaïques polycristallins avec un rendement de 18,9%. disponibilité : deuxième trimestre 2010.
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Quand on pense que les paneaux solaires thermiques on un rendement de 70%, cela fait mal de savoir que des millions sont dépensés pour inventer des systèmes avec des rendements de 10%...