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Energies renouvelables

ENERGIE  PHOTOVOLTAÏQUE
Canada: bond de géant pour les piles solaires
http://www.nrc-cnrc.gc.ca/highlights/2008/0804solar_f.html
ADIT, mai 2008

     Malgré des progrès appréciables, l'énergie solaire n'arrive pas à concurrencer les combustibles fossiles ni l'électricité pour répondre à une part importante de la demande d'énergie nationale. L'explication réside dans les cellules photovoltaïques au silicium actuelles, peu efficaces et de fabrication coûteuse pour la production industrielle d'électricité. Des avancées récentes en nanotechnologie et en photonique pourraient cependant changer la donne, estime Simon Fafard, le chercheur qui a fondé Cyrium Technologies. Avec l'aide du CNRC et du Centre canadien de fabrication de dispositifs photoniques, la jeune entreprise a mis au point une innovation qui augmentera sensiblement la production d'énergie solaire tout en en réduisant le coût.
     Après avoir travaillé pour le CNRC et l'industrie de l'optoélectronique, à la fin de 2002, Simon Fafard a fondé Cyrium Technologies pour concevoir et produire des piles solaires photovoltaïques. L'entreprise s'appuie sur l'expertise exceptionnelle de son fondateur et de son équipe en fabrication de matériaux spéciaux pour les points quantiques — la base même de la découverte qui sera bientôt mise en marché.

Examen et mise à l'essai des piles solaires Cyrium pour en vérifier et optimiser le rendement photovoltaïque après conditionnement au Centre canadien de fabrication des dispositifs photoniques.

     «Les points quantiques sont des nanocristaux dont la forme et la taille déterminent les propriétés optiques, reprend Simon Fafard. En contrôlant leur croissance, on obtient un cristal qui absorbe une partie précise du spectre lumineux.» Les plus petits absorbent la partie bleue alors que les plus gros absorbent la rouge. Les cristaux de la bonne composition, taille et forme retiendront les longueurs d'onde proches de l'infrarouge, particulièrement intéressantes pour les piles solaires.
     Actuellement, la meilleure technologie pour convertir les rayonnements solaires en électricité est la pile solaire à triple jonction, essentiellement faite de semi-conducteurs d'arséniure de gallium. Cette pile transforme beaucoup plus d'énergie lumineuse en électricité que les piles classiques au silicium, dont l'efficacité ne dépasse pas 15 à 18%. Bien qu'elles soient deux fois plus efficaces, les piles à triple jonction doivent encore être améliorées pour que l'énergie solaire devienne rentable.

     Selon Simon Fafard, l'inconvénient des piles à triple jonction actuelles est que leur partie médiane absorbe trop peu du spectre solaire, ce qui en restreint l'efficacité. Le dispositif de Cyrium est nettement plus efficace, car des points quantiques y ont été ajoutés. «Le matériau quantique est produit en milieu contrôlé. Son efficacité dépasse donc celle des meilleures piles à triple jonction de dix pour cent. Une fois optimisée pour les concentrateurs photovoltaïques (CPV), notre technique accroîtra l'efficacité des piles d'environ 44%», clame-t-il.
     L'apport et l'expertise uniques de Cyrium se situent dans sa capacité d'adapter la fabrication des points quantiques — des semi-conducteurs artificiels qui captent des longueurs d'onde très précises. Depuis que Simon Fafard a déposé une demande de brevet en 2003, Cyrium est la seule entreprise du Canada à poursuivre cette application des points quantiques.
     «Cette année, nous vendrons nos piles solaires à haut rendement aux fabricants nord-américains de CPV, déclare-t-il. Ils intégreront les puces solaires Cyrium à leurs produits, qu'ils vendront aux grands magasins, aux centrales municipales et aux communautés éloignées non raccordées au réseau. Avec ce perfectionnement des CPV et une production suffisante, je suis persuadé que nous atteindrons la parité avec le réseau d'électricité, soit le coût de l'électricité tirée du charbon
     Trois grandes entreprises de capital de risque appuient Cyrium. La Banque de développement du Canada, Chrysalix Energy et Pangaea Ventures ont injecté chacun environ six millions de dollars pour que Cyrium crée et partage ses prototypes avec ses clients potentiels.
     Pour Simon Fafard, l'arrivée de Cyrium à l'Installation de partenariat industriel du CNRC d'Ottawa était une décision stratégique. L'entreprise a pu profiter des laboratoires et de l'équipement du CNRC, et obtenir l'appui du Programme d'aide à la recherche industrielle du CNRC. «Être au CNRC, c'est avoir accès au Centre canadien de fabrication de dispositifs photoniques, situé sous le même toit», dit-il. Le CCFDP ayant aidé Cyrium à fabriquer son prototype, la jeune entreprise n'a pas eu à investir une somme importante dans des laboratoires ou du matériel pendant qu'elle essayait de percer le marché.
     Avec l'innovation de Cyrium, l'énergie solaire pourrait bientôt devenir la solution de rechange la plus viable aux combustibles fossiles. «Du temps s'écoulera avant qu'on l'adopte à grande échelle au Canada, tempère-t-il, mais dans les parties les plus ensoleillées d'Australie, d'Asie, des États-Unis et d'Europe, le marché est mûr pour cette technologie.» 
Voir: http://www.nrc-cnrc.gc.ca/docs/newslink/newslink_spring08_f.pdf (8 pages)