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Photovoltaïque : IBM développe un matériau plus durable

Hugo Leroux
Photovoltaïque : IBM développe un matériau plus durable

Les chercheurs ont remplacé le gallium et l'indium de leur cellule solaire par du zinc et de l'étain.

© DR

Le géant américain vient d’annoncer des progrès significatifs dans le rendement de cellules photovoltaïques basées sur des matériaux abondants. A terme, il espère ainsi concurrencer les technologies en couche mince, qui recourent à des métaux rares comme l’indium et le gallium.

Développer une cellule photovoltaïque efficace, abordable et constituée de matériaux abondants représente le graal de l’industrie solaire. C’est tout l’objet du partenariat entre l’équipe de sciences matériaux d’IBM et les firmes Solar Frontier, Tokyo Ohka Kogyo et DelSolar.

Le géant américain a ainsi annoncé un nouveau record d’efficacité de 11.1% pour sa cellule en couche mince à base de cuivre, zinc, étain et sélénium, baptisée CZTS (copper, zinc, tin, selenium). Le précédent record pour ce type de cellules, établi par la même équipe, s’élevait à 10.1%.

Matériaux abondants

Ces résultats s’approchent du rendement entre 12% et 15% atteint par les technologies de couches minces commercialement disponibles -  dites CIGS (copper, indium, gallium selenium), et CdTe (cadmium, tellure). Principal problème de ces technologies : le gallium, l’indium ou le tellure sont des métaux rares, menacés par des problèmes d’approvisionnement à moyen terme.

A l’inverse, zinc et étain utilisés en lieu et place de ces matériaux dans les cellules CZTS sont abondants. Selon IBM, ils suffiraient à assurer une production annuelle cinq fois plus importante (500 GW/an, contre 100 pour les cellules CIGS).

Alternative compétitive

Reste à améliorer le rendement. « Les cellules CZTS devraient atteindre l’efficacité des CIGS d’ici cinq ans », a estimé David Mitzi, qui dirige les recherches chez IBM, lors d’une interview à nos confrères de Technology Review. Peut-être cette alternative technologique remplira-t-elle enfin les promesses des couches minces.

Deuxième génération de cellules photovoltaïques, les architectures en couche mince ambitionnaient de faire chuter les coûts des panneaux par rapport à la première génération, basée sur le silicium cristallin. Mais l’effondrement récent du coût du silicium a empêché l’émergence de couches minces véritablement compétitives.

Hugo Leroux

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