La recherche sur le photovoltaïque en Alsace

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Corinne Corriveau
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1 La recherche sur le photovoltaïque en Alsace Thomas HEISER PHASE - CNRS Université Louis Pasteur de Strasbourg

2 Introduction! Situation actuelle du photovoltaïque! Les objectifs de la recherche! La recherche en France (aperçu)! La recherche en Alsace " Projet MONACOP

3 Situation actuelle du photovoltaïque Production mondiale de modules photovoltaïques 1260 MWc en 2004, progression de 65 % Total // USA / Japon / Europe / autres

Situation actuelle du photovoltaïque PV installé cumulé en MWc 1000 800 600 Japon Allemagne Allemagne:

4 Situation actuelle du photovoltaïque PV installé cumulé en MWc Japon Allemagne Allemagne: création de emplois USA France 20 MWc Source : AIE, Agence Internationale de l Energie

5 Situation actuelle du photovoltaïque # Une demande en forte croissance # L Europe en second # La France en retard

6 Les objectifs de la recherche! Diminution du coût de fabrication! Augmenter le rendement énergétique! Améliorer l attractivité du PV $ intégration dans le bâtiment $ Cellules flexibles $ Cellules semi-transparentes (vitraux)

7 Les objectifs de la recherche! Cellules de «1 ière génération» " Prospectives à court terme (< 5 ans) " Silicium (multi)cristallin! Activités de R&D : " Amélioration du Procédé de fabrication :! Production du Si $ contrer la pénurie actuelle! Diminuer la perte de matière (rubans de Si, sciage ultrafin de lingots Si, )! Procédés de fabrication moins chers (fours à lampes, )

8 Les objectifs de la recherche! Cellules de «2 ième génération» " Prospectives à moyen terme (5-15 ans) " Couches minces inorganiques (Si, CuInSe -«CIS»)! Activités R&D " Qualité du matériau " Architectures des cellules µc-si Contac t p p-si substrat Emetteur n+ p+ Si qq. µm

9 Les objectifs de la recherche! Cellules de «3 ième génération» " Prospective à long terme " Nouveaux concepts pour dépasser la «limite théorique» du rendement PV! Nanotechnologie " Matériaux organiques et hybrides! Polymères semiconducteurs, fullerenes, TiO 2,! Activités de R " Faisabilité des concepts " Évaluation des nouveaux matériaux pour le PV

10 La recherche en France (aperçu)! Les acteurs CNRS / Universités $R&D Commissariat à l Energie Atomique (CEA) $ R&D Institut National de l Energie Solaire (INES) (CEA-CNRS) Industries : Systèmes PV : - Photowatt (c-si) - Solems (a_si) - Apollon Solar (c-si) Silicium photovoltaïque - Emix

11 La recherche en France (aperçu)! Plusieurs plateformes technologiques «Restaure» Si cristallin CEA / Région Grenobloise «CISEL» CIS EDF-CNRS/ Région Parisienne «Process PV» Nouveaux concepts et matériaux avancés CNRS / Région Alsace

12 La recherche en Alsace! Les laboratoires impliqués : " PHASE (CNRS) #Physique et Applications des Semiconducteurs " LIPHT (ULP) #Laboratoire d Ingénierie des Polymères pour les Hautes Technologies (Université Louis Pasteur) " IPCMS #Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg

13 La recherche en Alsace! Les projets en cours " Silicium - 1 ière génération (PHASE)! Elaboration, caractérisations et application du nitrure de silicium: SiN(H) Objectif: Améliorer la couche anti-reflet Financé par : Région Alsace / ADEME! Nouvelles structures de cellules PV Objectif : Optimisation du procédé de fabrication (Silicium ultraminces, absence de contact face avant, ) Financé par l ADEME

14 La recherche en Alsace! Les projets en cours " Silicium -2 nde génération (PHASE)! Films minces de Si déposés sur céramique Objectif: Améliorer la qualité du Si sur substrat étranger $Augmenter le rendement de conversion Financé par : Ministère, CEE Silicium µ-cristallin céramique

15 La recherche en Alsace! Les projets en cours " Silicium -3 nde génération (PHASE)! Structure à conversion de «porteurs chauds» Objectifs: Mieux exploiter la lumière du soleil $ Conversion de photons UV->Vis Amélioration de l absorption dans l IR, Financé par : CEE, Région Alsace

16 La recherche en Alsace! Les projets en cours " Cellules organiques (3 ième génération)! Projet MONACOP «Matériaux Organiques Nanostructurés Autoassemblés pour la COnversion Photovoltaïque» Acteurs : PHASE / LIPHT / IPCMS Financé par: Région Alsace / CNRS / ULP / SOPREMA (435k, 2 ans)

17 La recherche en Alsace : MONACOP! Objectifs : Cellules PV plastiques " avec un rendement ~ 5-10% (c-si: 16-20%) " Coût très inférieur aux techno. actuelles " Production à faible coût énergétique " Substrat flexible! Motivations " Synergie! PHASE $élaboration /caractérisation cellules PV! LIPHT/IPCMS $Synthèse du matériau " Plateforme PV strasbourgeoise

18 La recherche en Alsace : MONACOP! Deux approches " Les polymères semi-conducteurs (LIPHT) " Les cristaux liquides (IPCMS)! Le concept Substrat transparent (verre, plastique) Conducteur transparent Al Couche mince (~100nm) active obtenue par auto-assemblage

19 La recherche en Alsace : MONACOP! Fonction PV $ nanostructure de la couche active Ex: polymère D A > < ~10nm m # Recherche pluridisciplinaire : synthèse, matériau, dispositif

20 Conclusion! Une recherche active en Alsace! axée sur les nouveaux concepts! impliquant CNRS et ULP! soutenue fortement par la Région Alsace

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