D’après pv magazine International
Une équipe internationale de chercheurs issus des principaux instituts scientifiques et entreprises du secteur a identifié les grandes orientations de la recherche pour ce qu’elle qualifie de « nouvelle ère du photovoltaïque à très grande échelle », capable de produire plusieurs térawatts d’électricité. Les membres du groupe ont participé au 4th Terawatt Workshop, l’un des grands rendez-vous internationaux consacrés au solaire, organisé sous l’égide de l’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire, du laboratoire national du département américain de l’Énergie et de l’Institut japonais des sciences et technologies industrielles avancées.
Dans leur article, intitulé « Apprentissages passés et futurs pour la nouvelle ère du photovoltaïque multi-térawatt », récemment publié dans la revue scientifique Nature Energy, les auteurs prévoient une poursuite des progrès en matière de coûts, de performances et de fiabilité des panneaux solaires. Ils soulignent également l’importance croissante des enjeux environnementaux dans la conception et la fabrication des équipements, qu’il s’agisse de la consommation de matières premières, des émissions polluantes ou du recyclage en fin de vie.
« Le rendement des panneaux solaires pourrait dépasser 35 % d’ici 2050 grâce à l’association de plusieurs couches de matériaux capteurs, dites structures “tandem” », explique Andreas Bett, directeur de Fraunhofer ISE. Il précise que le rendement des cellules photovoltaïques – les composants élémentaires des panneaux – pourrait dépasser 36 %, avec moins de pertes entre la cellule et le panneau final. « D’ici le milieu du siècle, le prix des panneaux solaires pourrait être divisé par deux. »
Pour Andreas Bett, l’augmentation du rendement et la baisse des coûts sont toutes deux essentielles à la transition énergétique, même s’il considère l’efficacité comme le levier principal. « Un meilleur rendement permet de produire autant d’électricité avec moins de matériaux et moins de surface au sol, ce qui renforce la durabilité des installations et réduit leur coût global », souligne-t-il. Il ajoute que la durée de vie des panneaux solaires dépassera « très probablement » quarante ans.
Les chercheurs rappellent que l’industrie du solaire a régulièrement fait mieux que les prévisions passées, tant sur les coûts que sur les performances et l’intégration des installations au réseau électrique. Les innovations attendues dans les panneaux dits “tandem” et dans les procédés de fabrication, qu’il s’agisse des technologies à base de silicium, de tellurure de cadmium ou de couches minces composées de cuivre, d’indium et de gallium, pourraient permettre l’arrivée de nouveaux acteurs sur le marché et contribuer à une chaîne d’approvisionnement plus diversifiée à l’échelle mondiale.
Ils soulignent toutefois que ces nouvelles technologies devront garantir des performances clairement définies, une production d’électricité stable et prévisible, ainsi qu’une détection rapide des pannes. Elles devront également maîtriser des phénomènes de vieillissement encore mal connus, un défi qui concerne déjà les panneaux actuels et qui est particulièrement sensible pour les technologies émergentes utilisant des matériaux comme les pérovskites.
L’étude estime que la capacité mondiale de production de panneaux solaires pourrait atteindre environ 3 térawatts d’ici 2050. Elle met en évidence le rôle déterminant des progrès liés à la durabilité, qui ont déjà permis de faire baisser les coûts et qui seront indispensables pour sécuriser les ressources nécessaires à la croissance future du secteur.
« Les prochaines rencontres de la communauté du solaire, comme le 4th Terawatt Workshop qui a nourri cette réflexion, devraient accorder une place croissante aux besoins des systèmes énergétiques et des utilisateurs finaux », concluent les chercheurs. « Les investissements, la production industrielle et le déploiement réalisés aujourd’hui auront demain des effets majeurs à l’échelle mondiale, en favorisant la croissance économique, la productivité, la création d’emplois et la réduction de la pollution et de la pauvreté. »
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