La Terre baigne dans l’énergie solaire, une énergie tellement évidente qu’on l’oublie souvent. Pourtant avec 885 000 000 TWh par an, l’énergie solaire incidente représente plus de 6000 fois la consommation mondiale d’énergie primaire. Il s’agit donc d’une énergie abondante, renouvelable, qui pourrait parfaitement couvrir une grande part de nos besoins énergétiques.
Dans le contexte actuel de prise de conscience généralisée de la nécessité de lutter contre le réchauffement climatique, un recours massif à l’énergie solaire s’impose comme une évidence. Actuellement la seule façon de transformer directement cette énergie inépuisable en électricité est d’utiliser l’effet photovoltaïque. Découvert au XIXe siècle par le chercheur français Antoine Becquerel, l’effet photovoltaïque désigne les propriétés de certains matériaux, les semi-conducteurs, consistant à générer un courant électrique lorsqu’ils sont exposés à la lumière du soleil. Ces propriétés sont mises en œuvre dans la production d’électricité à partir d’installations solaires photovoltaïques. La forme actuelle de la cellule solaire a été inventée en 1954 dans les laboratoires Bell aux États-Unis. Depuis, le photovoltaïque est devenu l’une des énergies renouvelables ayant la plus forte croissance et devrait jouer un rôle majeur à l’avenir dans le mixte énergétique.
L’objectif de cette présentation est de donner une vue globale sur les différentes filières photovoltaïques, leurs marges de progression et leurs limites, puis de faire le point sur la situation actuelle de la recherche dans ce domaine. Parmi les acteurs de la recherche, on pense d’abord aux physiciens et aux spécialistes des dispositifs électroniques, mais on oublie souvent les chimistes qui jouent aussi un rôle clé dans le développement du photovoltaïque. Nous verrons ainsi en quoi la chimie a apporté des contributions décisives, qu’il s’agisse de la purification du silicium, de la synthèse des couches minces ou encore de la compréhension des matériaux et des interfaces.
Nous verrons également l’apport de la chimie dans la conception de nouveaux procédés d’élaboration moins coûteux. L’augmentation des rendements photovoltaïques est un axe stratégique pour favoriser le développement des différentes technologies à très grande échelle et permettre leur viabilité industrielle, avec la baisse des coûts de production des cellules. Nous verrons alors comment la chimie pourrait devenir une source d’innovation et d’inspiration importante pour les nouveaux concepts photovoltaïques.
