Soitec : HANSJÖRG LERCHENMÜLLER, SOITEC SOLAR, ET ANDREAS BETT, FRAUNHOFER ISE, RECOIVENT LE PRIX ALLEMAND DE L’ENVIRONNEMENT POUR LEURS TRAVAUX EN MATIERE DE TECHNOLOGIE PHOTOVOLTAIQUE A CONCENTRATION

Hansjörg Lerchenmüller, Soitec Solar, et Andreas Bett, Fraunhofer ISE, recoivent Le Prix allemand de l’environnement pour leurs travaux

en matiere de technologie PHOTOVOLTAIQUE A CONCENTRATION

Fribourg, Allemagne, 27 septembre 2012 - Dans les régions à fort ensoleillement, les systèmes photovoltaïques à concentration (CPV) sont utilisés par les centrales de grande capacité pour générer de l’énergie électrique à partir du soleil. Avec cette technologie, il est possible de convertir en électricité près de deux fois plus de rayonnement solaire qu’avec les technologies traditionnelles à base de silicium. Issue de travaux de recherche en laboratoire débutés il y a plusieurs années, cette technologie contribue aujourd’hui à une échelle industrielle à la transition énergétique. A l’heure actuelle, des milliers de modules photovoltaïques à concentration fabriqués industriellement suivent la course du soleil dans des centrales solaires de grande capacité. Dans chaque module, des lentilles concentrent 500 fois la lumière du soleil sur de petites cellules solaires à multi-jonctions, qui la convertissent avec des rendements élevés en énergie électrique.

La remise du Prix allemand 2012 de l’environnement au Dr. Andreas Bett, de l’Institut Fraunhofer des Systèmes Energétiques Solaires ISE, et à Hansjörg Lerchenmüller, Directeur général de Soitec Solar GmbH, pour leurs travaux en matière de recherche et de développement industriel confirme le succès de la technologie photovoltaïque à concentration. Initialement développée par l’institut Fraunhofer ISE, cette technologie a été reprise et mise en oeuvre par Soitec Solar. Günther Cramer, co-fondateur et président du conseil d’administration de SMA Solar Technology AG, est le troisième lauréat de l’édition 2012 du Prix allemand de l’environnement. Celui-ci sera remis aux lauréats par le Président allemand, Joachim Gauck, le 28 octobre 2012 à Leipzig.

Depuis de nombreuses années, la recherche et l’industrie travaillent sur les composants et systèmes d’énergie solaire, qu’ils rendent de plus en plus performants et par conséquent plus compétitifs sur le marché. Outre les cellules solaires conventionnelles à base de silicium, d’autres technologies de cellules adaptées à des applications spécifiques ont été commercialisées avec succès. L’une d’elles est la technologie photovoltaïque à concentration (CPV), spécifiquement conçue pour être utilisée par de grandes centrales, capables de générer de quelques mégawatts à plusieurs centaines de mégawatts d’électricité, sur des sites bénéficiant d’un fort ensoleillement direct. Les centrales utilisant la technologie photovoltaïque à concentration sont de construction modulaire et donc évolutives. Cette technologie, qui allie une cellule de conception spéciale à une lentille et un système de tracking bi-axial, offre une capacité de conversion deux fois supérieure à celle des technologies photovoltaïques traditionnelles à base de silicium. Pour les fabricants de systèmes CPV comme Soitec Solar, les pays bénéficiant d’un fort ensoleillement direct, à l’image de l’Afrique du Sud ou des Etats-Unis, constituent d’importants débouchés.

La production d’électricité dans les centrales solaires utilisant la technologie CPV est assurée par des cellules solaires miniaturisées à multi-jonctions, dont le diamètre est d’à peine 3 mm. Contrairement aux cellules solaires à base de silicium, dotées d’un seul type de semi-conducteur, les cellules solaires à multi-jonctions sont constituées d’un empilement de divers semi-conducteurs des colonnes III-V du tableau périodique, en l’occurrence le phosphure de gallium-indium, l’arséniure de gallium-indium et le germanium. Chacun de ces semi-conducteurs convertit différentes plages de longueur d’onde de lumière en électricité. Grâce aux lentilles de Fresnel, la lumière du soleil est concentrée 500 fois avant d’atteindre les cellules solaires à multi-jonctions. « Une lentille optique peu onéreuse concentre les rayons du soleil et permet une utilisation économique des semi-conducteurs, au coût comparativement élevé, dont est doté le système. Selon le facteur de concentration, seul 1/500^ème à 1/1000^ème du matériau semi-conducteur est requis, tout en continuant à améliorer les rendements des cellules solaires » indique le Dr. Andreas Bett, Directeur de la division « Matériaux – Cellules solaires et Technologies » et Directeur adjoint du Fraunhofer ISE.

Comme le soulignent les deux lauréats à Fribourg, le plus important pour une exploitation rentable et économique de grandes centrales CPV est l’interaction entre les divers composants. Cette interaction joue un rôle déterminant dans la construction des modules, leur connexion ainsi que pour l’ensemble des technologies du système et des contrôles de processus. « Outre le rendement énergétique des modules photovoltaïques à concentration, fabriqués par Soitec Solar, qui est actuellement de l’ordre de 30 %, nous utilisons des matériaux d’un bon rapport qualité-prix. Ces deux facteurs conjugués, matériaux à faibles coûts et rendements élevés, sont la condition sine qua non d’une production d’électricité optimisée » explique Hansjörg Lerchenmüller, Directeur général de Soitec Solar GmbH à Fribourg. En 2009, Andreas Bett et son équipe ont obtenu, en conditions de laboratoire, un rendement de 41,1 %, un record mondial, avec une cellule photovoltaïque à multi-jonctions constituée de semi-conducteurs III-V. Pour mrs. Bett et Lerchenmüller, des rendements supérieurs sont envisageables dans les années à venir pour les cellules solaires comme pour les modules.

A l’Institut Fraunhofer ISE, Andreas Bett et son équipe, constituée d’une cinquantaine de chercheurs, s’emploient à améliorer encore le rendement énergétique des cellules solaires à multi-jonctions. Dans le Concentrator Technology ConTEC, un laboratoire spécialement équipé, ils travaillent par ailleurs à l’optimisation de la construction des modules photovoltaïques à concentration. La coopération entre l’Institut Fraunhofer ISE et Soitec Solar reste des plus fructueuses. En France, des travaux conjoints sont ainsi menés avec le CEA-Leti, tandis que des investissements industriels sont réalisés par Soitec sur son site de Grenoble pour mettre au point une nouvelle génération de cellules à haute performance. En parallèle, Soitec s’attache à accroître dans le monde entier la capacité installée de centrales solaires CPV. En collaboration avec Soitec Solar GmbH, filiale à Fribourg de Soitec, société française de génération et de production de matériaux semi-conducteurs pour l’électronique et l’énergie, Hansjörg Lerchenmüller a largement contribué à l’industrialisation, à la commercialisation et au déploiement international de la technologie photovoltaïque à concentration. La société, qui a assuré avec succès le transfert à l’industrie des résultats de ses recherches dans le domaine des modules à concentration, est aujourd’hui l’un des leaders du marché dans ce secteur. Soitec Solar s’est dotée d’une ligne de production automatisée de 70 MWp pour la fabrication des modules CPV à Fribourg, en Allemagne. Actuellement, une usine de production de modules, d’une capacité de 280 MWp, est en cours de construction à San Diego, en Californie. Des signes de bon augure qui laissent entrevoir une poursuite de l’expansion dans ce domaine et de nouveaux rendements record. Pour Andreas Bett et Hansjörg Lerchenmüller, recevoir le Prix allemand de l’environnement est, « outre un signe de reconnaissance et un facteur de motivation, un très grand plaisir ».

« Andreas Bett et Hansjörg Lerchenmüller ont apporté une contribution clé pour le développement de cette technologie photovoltaïque à concentration particulièrement innovante, fiable et au rendement élevé » estime Gaetan Borgers, Vice-président exécutif de la division Energie solaire de Soitec. « Soitec exploite aujourd’hui à Fribourg l’une des lignes de production de modules CPV les plus modernes. Notre capacité installée représente déjà plus de 10 MWp dans le monde ». Et le Prof. Eicke R. Weber, Directeur de l’Institut Fraunhofer ISE, de se réjouir : « Le Prix allemand de l’environnement décerné au tandem gagnant Fraunhofer ISE-Soitec Solar témoigne clairement de l’importance des technologies photovoltaïques innovantes dans l’approvisionnement mondial en énergie »

A propos du Prix allemand de l’environnement

Chaque année en octobre, la fondation Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) décerne le Prix allemand de l’environnement, d’une valeur de 500 000 euros, la plus riche dotation dans ce domaine en Europe. Depuis 1993, la DBU récompense ainsi des chercheurs pour leurs travaux de premier plan et les applications correspondantes dans le domaine de la protection de l’environnement, des PME allemandes pour les technologies innovantes mises en œuvre dans ce secteur ou des scientifiques pour la diffusion de leurs idées en matière de développement durable et leur conversion en programmes et projets utiles pour la collectivité. En attribuant le Prix allemand de l’environnement, la DBU s’attache à honorer et à encourager aussi bien des personnes morales que physiques. Dans bien des cas, en effet, seules des solutions multidisciplinaires peuvent apporter des réponses aux grands défis de notre époque comme le changement climatique et la protection de l’environnement, la préservation des ressources, l’amélioration des rendements énergétiques et le développement durable.

A propos de l’Institut Fraunhofer ISE

L’Institut Fraunhofer des Systèmes Energétiques Solaires ISE, qui compte 1200 employés et dont le siège est à Fribourg en Allemagne, est le plus grand institut de recherche en énergie solaire d’Europe. Le Fraunhofer ISE s’attache à promouvoir des systèmes d’approvisionnement en énergie durables, économiques, sûrs et équitables. Il jette les bases technologiques d’un approvisionnement efficace en énergie et respectueux de l’environnement dans les pays industrialisés, les pays émergents et les pays en développement. L’institut développe à cette fin des matériaux, des composants, des systèmes et des procédés pour huit secteurs d’activité différents : bâtiments économes en énergie, optique appliquée et surfaces fonctionnelles, technologies thermosolaires, photovoltaïque au silicium, modules et systèmes photovoltaïques, technologies photovoltaïques alternatives, production d’énergie renouvelable et technologie de l’hydrogène. Le Fraunhofer ISE compte également plusieurs centres d’essais agréés. www.ise.fraunhofer.de

A propos de Soitec

Soitec est une entreprise industrielle internationale dont le cœur de métier est la génération et la production de matériaux semi-conducteurs d’extrêmes performances. Ses produits, des substrats pour circuits intégrés, notamment à base de SOI (Silicium On Insulator) et des systèmes photovoltaïques à concentration (CPV), ses technologies Smart Cut™, Smart Stacking™ et Concentrix™, ainsi que son expertise en épitaxie, en font un leader mondial. Soitec relève les défis de performance et d’efficacité énergétique pour une large palette d’applications destinées aux marchés de l’informatique, des télécommunications, de l’électronique automobile, de l’éclairage et des centrales solaires à forte capacité. Soitec a aujourd’hui des implantations industrielles et des centres de R&D en France, à Singapour, en Allemagne et aux Etats-Unis. www.soitec.com

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