RECHERCHE

INVESTIR POUR PRÉPARER L’AVENIR

Le programme de recherche de l’IPVF est composé de projets collaboratifs qui visent à augmenter les performances, réduire les coûts et améliorer la durée de vie des modules photovoltaïques. L’objectif est d’une part d’améliorer les procédés de fabrication des modules actuels, mais également et surtout de développer des technologies de rupture.

Le programme aborde les différentes phases de développement des concepts depuis le développement de compétences ou de nouveaux concepts, jusqu’à leur prototypage, en passant par la démonstration de leur faisabilité, l’évaluation de leur valeur économique et la recherche d’acteurs pour leur industrialisation.

INVESTIR POUR PRÉPARER L’AVENIR

Le programme de recherche de l’IPVF est composé de projets collaboratifs qui visent à augmenter les performances, réduire les coûts et améliorer la durée de vie des modules photovoltaïques. L’objectif est d’une part d’améliorer les procédés de fabrication des modules actuels, mais également et surtout de développer des technologies de rupture.

Le programme aborde les différentes phases de développement des concepts depuis le développement de compétences ou de nouveaux concepts, jusqu’à leur prototypage, en passant par la démonstration de leur faisabilité, l’évaluation de leur valeur économique et la recherche d’acteurs pour leur industrialisation.

LE PROGRAMME DE RECHERCHE & DÉVELOPPEMENT

LE PROGRAMME DE RECHERCHE & DÉVELOPPEMENT

DÉVELOPPER DES PANNEAUX TANDEMS POUR ALLER VERS DE TRÈS HAUTS RENDEMENTS

Les technologies tandems, qui consistent en l’association de deux cellules constituées de matériaux différents et complémentaires pourraient dépasser en théorie des rendements de 42% alors que la technologie dominante actuellement est limitée à 29%. Plusieurs matériaux sont candidats pour constituer ces cellules tandems (silicium, pérovskites, III-V, CIGS, CdTe). L’objectif est de valider la faisabilité technico-économique de ce concept, d’identifier les matériaux les plus appropriés et de développer les procédés de fabrication de ce concept qui pourraient constituer l’avenir de la filière photovoltaïque.

DÉVELOPPER DES PANNEAUX TANDEMS POUR ALLER VERS DE TRÈS HAUTS RENDEMENTS

Les technologies tandems, qui consistent en l’association de deux cellules constituées de matériaux différents et complémentaires pourraient dépasser en théorie des rendements de 42% alors que la technologie dominante actuellement est limitée à 29%. Plusieurs matériaux sont candidats pour constituer ces cellules tandems (silicium, pérovskites, III-V, CIGS, CdTe). L’objectif est de valider la faisabilité technico-économique de ce concept, d’identifier les matériaux les plus appropriés et de développer les procédés de fabrication de ce concept qui pourraient constituer l’avenir de la filière photovoltaïque.

TESTER LE POTENTIEL DES MATÉRIAUX PÉROVSKITES

Un projet est également dédié à la filière émergente, extrêmement prometteuse, des pérovskites et dont le but est d’évaluer sa pertinence comme cellule supérieure d’un dispositif tandem. L’objectif est de fabriquer à l’horizon 2020 des minimodules transparents de taille industrielle. Les enjeux sont liés à l’augmentation concomitante des rendements, de la taille des dispositifs solaires et de leur stabilité. Cette dernière est leur principal point faible, limitant potentiellement l’industrialisation des cellules à base de pérovskite. L’IPVF s’est doté d’outils permettant le dépôt sur grande taille des différentes couches composant l’empilement d’une cellule à base de pérovskite ainsi que la fabrication de mini-module.

TESTER LE POTENTIEL DES MATÉRIAUX PÉROVSKITES

Un projet est également dédié à la filière émergente, extrêmement prometteuse, des pérovskites et dont le but est d’évaluer sa pertinence comme cellule supérieure d’un dispositif tandem. L’objectif est de fabriquer à l’horizon 2020 des minimodules transparents de taille industrielle. Les enjeux sont liés à l’augmentation concomitante des rendements, de la taille des dispositifs solaires et de leur stabilité. Cette dernière est leur principal point faible, limitant potentiellement l’industrialisation des cellules à base de pérovskite. L’IPVF s’est doté d’outils permettant le dépôt sur grande taille des différentes couches composant l’empilement d’une cellule à base de pérovskite ainsi que la fabrication de mini-module.

POUSSER LA FILIÈRE SILICIUM VERS SES LIMITES THÉORIQUES

La filière au silicium cristallin est le moteur du développement industriel actuel du photovoltaïque (95% du marché) et de sa compétitivité. L’IPVF travaille sur la qualité des interfaces dans ces cellules en s’appuyant sur de nouveaux matériaux de passivation en couches minces ou de nouveaux procédés. Il s’agit également d’adapter les cellules silicium à une éventuelle utilisation comme cellule inférieure des cellules tandems.

POUSSER LA FILIÈRE SILICIUM VERS SES LIMITES THÉORIQUES

La filière au silicium cristallin est le moteur du développement industriel actuel du photovoltaïque (95% du marché) et de sa compétitivité. L’IPVF travaille sur la qualité des interfaces dans ces cellules en s’appuyant sur de nouveaux matériaux de passivation en couches minces ou de nouveaux procédés. Il s’agit également d’adapter les cellules silicium à une éventuelle utilisation comme cellule inférieure des cellules tandems.

DÉVELOPPER DES PANNEAUX SOUPLES ET LÉGERS

L’IPVF développe des cellules solaires en couches minces à base de CIGS, avec des résultats en pointe au niveau mondial sur le développement de modules photovoltaïques de haut rendement sur support ultraléger et flexible, issu de ses projets de recherche. Le CIGS pourrait être également un candidat pour les cellules tandems ; un projet spécifique a été créé pour étudier cette possibilité.

DÉVELOPPER DES PANNEAUX SOUPLES ET LÉGERS

L’IPVF développe des cellules solaires en couches minces à base de CIGS, avec des résultats en pointe au niveau mondial sur le développement de modules photovoltaïques de haut rendement sur support ultraléger et flexible, issu de ses projets de recherche. Le CIGS pourrait être également un candidat pour les cellules tandems ; un projet spécifique a été créé pour étudier cette possibilité.

ALLER VERS DES CONCEPTS DISRUPTIFS

L’IPVF explore de nouvelles approches de rupture sur des travaux fondamentaux de photonique et d’optoélectronique qui préfigurent le photovoltaïque d’après demain, dont il est un des leaders mondiaux.

ALLER VERS DES CONCEPTS DISRUPTIFS

L’IPVF explore de nouvelles approches de rupture sur des travaux fondamentaux de photonique et d’optoélectronique qui préfigurent le photovoltaïque d’après demain, dont il est un des leaders mondiaux.

COMPRENDRE ET PRÉVOIR

Il ne peut y avoir de progrès dans les technologies photovoltaïques sans une solide compréhension du fonctionnement des cellules permettant d’identifier l’origine fondamentale des pertes de rendement, ou des phénomènes de dégradation physico-chimiques et de les corriger. L’IPVF et ses équipes développent de nouvelles méthodes d’étude des propriétés électriques, optiques et physico chimiques par luminescence, microscopie, et spectroscopique. La modélisation constitue également un axe des travaux de l’IPVF. Il s’agit de représenter numériquement le comportement physique des panneaux photovoltaïques pour mieux comprendre leur fonctionnement et tester des améliorations avant leur application grandeur nature.

COMPRENDRE ET PRÉVOIR

Il ne peut y avoir de progrès dans les technologies photovoltaïques sans une solide compréhension du fonctionnement des cellules permettant d’identifier l’origine fondamentale des pertes de rendement, ou des phénomènes de dégradation physico-chimiques et de les corriger. L’IPVF et ses équipes développent de nouvelles méthodes d’étude des propriétés électriques, optiques et physico chimiques par luminescence, microscopie, et spectroscopique. La modélisation constitue également un axe des travaux de l’IPVF. Il s’agit de représenter numériquement le comportement physique des panneaux photovoltaïques pour mieux comprendre leur fonctionnement et tester des améliorations avant leur application grandeur nature.

DÉVELOPPER EN COHÉRENCE AVEC LE MARCHÉ

La recherche orientée objet comme celle de l’IPVF doit être réalisée en cohérence avec le marché des objets qu’elle développe et son évolution à échéance de leur commercialisation. A cette fin, l’IPVF dresse une vision prospective du marché photovoltaïque à différentes échelles de temps de façon à mieux orienter son programme de recherche. Ces travaux ont conduit l’IPVF à publier l’initiative 30/30/30 dans le cadre de la COP 21 qui proposait de mener un programme de recherche international pour avoir développé et mis sur le marché d’ici 2030 un module à plus de 30% de rendement et un prix inférieur à 30c$/Wp. Ces chiffres sont en cours de révision pour prendre en compte les évolutions récentes du marché.

DÉVELOPPER EN COHÉRENCE AVEC LE MARCHÉ

La recherche orientée objet comme celle de l’IPVF doit être réalisée en cohérence avec le marché des objets qu’elle développe et son évolution à échéance de leur commercialisation. A cette fin, l’IPVF dresse une vision prospective du marché photovoltaïque à différentes échelles de temps de façon à mieux orienter son programme de recherche. Ces travaux ont conduit l’IPVF à publier l’initiative 30/30/30 dans le cadre de la COP 21 qui proposait de mener un programme de recherche international pour avoir développé et mis sur le marché d’ici 2030 un module à plus de 30% de rendement et un prix inférieur à 30c$/Wp. Ces chiffres sont en cours de révision pour prendre en compte les évolutions récentes du marché.

PARTENAIRES DE L’IPVF