Depuis 2010, le prix des modules photovoltaïques a chuté d’environ 80 %. Par Pierre Le Hir le 30 janvier pour Le Monde. Lire aussi Le solaire sort de l’ombre.

Si l’énergie solaire ne cesse de gagner en compétitivité, c’est, bien sûr, grâce aux économies d’échelle que permet une production en grands volumes, à la baisse du coût des matières premières (notamment du silicium) et à l’amélioration des procédés de fabrication. Depuis 2010, le prix des modules photovoltaïques a ainsi chuté d’environ 80 %. Mais c’est aussi en raison des progrès réalisés dans les technologies solaires elles-mêmes.

Avec 227 gigawatts (GW) installés fin 2015, la filière photovoltaïque (dans laquelle les particules de lumière, ou photons, excitent les électrons d’un matériau semi-conducteur qui produit alors un courant continu) domine le marché mondial. La filière thermodynamique (où des miroirs concentrent les rayons du soleil vers un fluide caloporteur qui chauffe un circuit d’eau pour générer de la vapeur actionnant une turbine) ne représentait, à cette date, que 4,8 GW. On laisse ici de côté le volet thermique (avec lequel le rayonnement solaire est utilisé pour la production d’eau chaude ou le chauffage domestique), dont la capacité atteignait 435 GW.

Le rendement des panneaux photovoltaïques, ratio entre l’énergie solaire reçue et l’énergie électrique produite, « augmente en valeur absolue de 0,3 à 0,4 % par an en moyenne », indique Philippe Malbranche, directeur général de l’Institut national de l’énergie solaire (INES), qui regroupe, sur le site de Savoie-Technolac, 400 chercheurs et techniciens du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) et de l’université de Savoie.

Cela, pour les deux principaux types actuels de cellules : celles en silicium monocristallin, plus performantes mais plus chères, et celles en silicium polycristallin, plus économiques mais moins efficaces. Les premières affichent aujourd’hui un rendement de 18 % à 23 %, les secondes de 15 % à 20 %. Loin encore des 26 % obtenus en laboratoire, ou des plus de 45 % atteints par des prototypes qui ajoutent un dispositif optique pour focaliser les rayons solaires.

D’autres progrès ont été réalisés, comme l’accroissement de la longévité des panneaux, qui est passée en un quart de siècle de cinq à trente ans, ajoute Pierre-Guy Therond, directeur des nouvelles technologies à EDF Energies nouvelles.

« Cellules bifaciales »

A ses yeux, les avancées futures porteront sur « l’optimisation, non seulement de la face avant des modules, exposée au soleil, mais aussi de leur face arrière, pour limiter les pertes d’énergie », sur la mise au point de « cellules bifaciales », dont la face arrière pourrait exploiter la luminosité (avec un surcroît de production pouvant atteindre 50 % sur des surfaces réfléchissantes comme la neige), ou encore sur des cellules faites de nouveaux matériaux, les pérovskites, qui pourraient porter leur rendement « à 30 % ou 35 % ». « Nous n’en sommes qu’au début de l’histoire du solaire », affirme M. Therond.

Pour Philippe Malbranche, « l’avenir est aussi dans la diversification des produits ». Des cellules organiques à base de polymères pourraient, malgré une faible durée de vie, trouver leur place en couverture de vitrages ou de téléphones portables. Et des modules photovoltaïques être intégrés directement aux matériaux de construction, béton, tôle, verre, tuile, ardoise ou revêtement routier, comme la société Colas a commencé à l’expérimenter avec sa « route solaire ». « La diffusion massive de ces produits prendra une décennie, pense-t-il, deux peut-être, mais on y viendra. »