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Des chercheurs du laboratoire de Chimie des Polymères Organiques* en collaboration avec le laboratoire de l’Intégration du Matériau au Système**, viennent de mettre au point un additif permettant d’améliorer le rendement des cellules solaires organiques tout en simplifiant le procédé de fabrication.

Un pas important vers la fabrication de cellules photovoltaïques plastiques souples obtenues sans traitement thermique excessif.

Les cellules photovoltaïques organiques sont une alternative aux cellules classiques à base de silicium. Elles présentent l’avantage de nécessiter des processus de fabrication plus doux, à partir, par exemple, de véritables encres électroniques, ce qui permet ainsi d’envisager des cellules solaires sur toutes sortes de supports comme, par exemple, des supports flexibles.

La couche active de ce genre de cellule est toujours constituée d’un mélange de deux matériaux : un matériau donneur d’électrons comme le poly (3-hexylthiophène) (P3HT), et un matériau accepteur, par exemple un dérivé du fullerène (forme allotropique du carbone comme le graphite qui constitue les mines de crayon à papier). De telles cellules permettent d’obtenir des rendements supérieurs à 3%, mais seulement après une étape de recuit thermique à des températures supérieures à 120°C. Une application sur substrat plastique (flexible) rend donc difficile ce genre de traitement thermique et limite ainsi les rendements photovoltaïques de ce système.

Parmi les défis que se sont fixés les chercheurs pour améliorer les rendements de ces cellules solaires organiques : l’optimisation de la morphologie du mélange dans la couche active dès l’étape de dépôt. Ils viennent ainsi de mettre au point un additif, véritable agent nano-structurant du mélange, par une méthode de synthèse propre et facile à mettre en œuvre à l’échelle industrielle (travail réalisé en partenariat avec la société Arkema). Il s’agit d’un copolymère à blocs, le poly (3-hexylthiophene-bloc-4-vinylpyridine) (P3HT-b-P4VP), comportant deux séquences ayant chacune une affinité préférentielle pour un des deux composants du mélange (à savoir le P3HT et le dérivé du fullerène, le PCBM, respectivement). Lorsqu’une petite quantité de ce copolymère, entre 1% et 10% en masse, est ajoutée au mélange de la couche active, une augmentation significative du rendement de conversion photovoltaïque est observée par rapport au mélange initial. Sur le graphe ci-dessous on peut noter une évolution du rendement photovoltaïque de 2,75% jusqu’à presque 4,5% en présence du copolymère, après recuit de la cellule (courbe en pointillé).

Evolution de l’efficacité de conversion en puissance en fonction du taux de copolymère ajouté pour des cellules solaires organiques (système P3HT/PCBM) obtenues avec ou sans recuit thermique. (c) Cyril Brochon

Le résultat le plus frappant concerne les cellules obtenues sans aucun recuit, étape toujours délicate dans le cas de dépôt sur des polymères qui supportent souvent mal les hautes températures. L’ajout du copolymère permet d’obtenir directement un rendement supérieur à 3%, supérieur à celui de la cellule sans copolymère après traitement thermique. Les analyses morphologiques et spectroscopiques réalisées mettent en évidence le rôle du caractère structurant de cet additif copolymère dans ces propriétés nouvelles.

Les résultats de cette étude permettent d’envisager l’élaboration de cellules solaires organiques sur substrat flexible grande surface, mettant en œuvre des procédés de fabrications rapides, sans traitement thermique, tout en préservant, voire en améliorant leur efficacité.

Ces résultats viennent de paraître dans la revue Advanced Materials.

* (CNRS / Université de Bordeaux / ENSCBP)

** (CNRS / Université de Bordeaux / ENSCBP)

Référence

Cédric Renaud, Sébastien-Jun Mougnier, Eleni Pavlopoulou, Cyril Brochon, Guillaume Fleury, Dargie Deribew, Giuseppe Portale, Eric Cloutet, Sylvain Chambon, Laurence Vignau and Georges Hadziioannou

Block Copolymer as a Nanostructuring Agent for High-Efficiency and Annealing-Free Bulk Heterojunction Organic Solar Cells

Adv. Mat., 24 avril 2012, Volume 24, Issue 16, Pages : 2196–2201 (DOI : 10.1002/adma.201104461)

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L’entreprise chinoise spécialisée dans la fabrication de cellules et de modules solaires, China Sunergy, a annoncé la semaine dernière avoir livré en Bulgarie 5 MW de panneaux solaires destinés au parc solaire de Yerussalimovo.

Elle a aussi indiqué que ces modules vendus à Mitsubishi International, étaient actuellement en cours d’installation par la société Helios Power, un partenaire jugé stratégique sur le marché bulgare.

Depuis le début de l’année 2012, China Surgery aura fourni à la Bulgarie un total de 22,32 MW, venant s’ajouter aux 18 MW livrés l’an dernier, une part de marché 2011 estimée à plus de 30 %.

L’essor du marché solaire bulgare s’est accéléré depuis l’introduction dans le pays de tarifs de rachat préférentiels en décembre 2006 et l’adhésion de la Bulgarie à l’Union européenne en janvier 2007. Aux premiers projets d’énergie renouvelable, hydroélectriques et éoliens, ont succédé des projets solaires auxquels la partie méridionale du pays est bien adaptée avec son climat relativement plus doux.

Ces dernières années, le réseau d’électricité bulgare a connu une certaine instabilité en raison d’une demande parfois plus forte que l’offre en journée. L’énergie produite par les installations solaires a contribuéà moduler la fourniture d’électricité au réseau. Le secteur de l’énergie solaire connaît une croissance rapide en Bulgarie, et des sociétés comme Mitsubishi et Helios Power se sont associées pour élaborer des projets solaires de grande envergure.

La centrale solaire de Yerussalimovo est située aux abords du village de Yerussalimovo, dans le Sud de la Bulgarie. «Elle est la septième d’une série de projets photovoltaïques que nous prévoyons de mettre en place au cours des deux prochaines années. Nous nous appuyons sur les produits et services efficaces de Sunergy pour que ces projets soient menés à bien de manière efficace, et, à terme, pour rentabiliser les investissements réalisés », a déclaré M. Ivo Georgiev, directeur général de Solaren Park Bulgaria EAD, une filiale de Helios Power.

Stephen Cai, président-directeur général de China Sunergy a pour sa part commenté : «Nous détenons aujourd’hui une très large part du marché en Bulgarie. Les 18 MW que nous avons livrés l’an dernier ont permis d’alimenter près de 32 % de ce marché qui, selon le dernier rapport établi par Solarbuzz, a atteint 57 MW en 2011. D’après ce même rapport, le marché bulgare devrait être portéà152 MW en 2012, soit 2,7 fois son niveau de l’an dernier. Nous espérons conserver une part de 30 % cette année malgré le triplement de la taille du marché. La Bulgarie est un magnifique exemple de marchéémergent à fort potentiel pour China Sunergy, et nous sommes convaincus de pouvoir nous appuyer sur les solides relations que nous y avons pour multiplier nos ventes à l’avenir. »

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ET Solar Group, l’un des plus grands producteurs chinois de solutions solaires a annoncé le 17 mai dernier, la finalisation en Allemagne de 2 installations photovoltaïques montées au sol pour une capacité totale de production de plus de 9,6 MW.

Ces installations sont toutes deux montées au sol et ont chacune une capacité de production de 4 MW et de 5,6 MW. Elles se trouvent respectivement dans les villes d’Oberröblingen, à 100 kilomètres à l’ouest de Leipzig, et de Rätzlingen, à 100 kilomètres d’Hambourg. La filiale d’ET Solar, ET Solutions AG, a effectué l’ensemble des tâches d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction et la filiale de fabrication d’ET Solar en Chine a fourni les modules solaires.

« Nous sommes vraiment ravis que notre relation professionnelle ait si solidement évolué et nous sommes impatients de poursuivre notre croissance avec Wattner grâce à la solide expérience que nous avons acquise » a commenté M. Dennis She, PDG d’ET Solar.

«Au cours des dernières années, notre relation avec ET Solar a été plus que satisfaisante et ET Solar s’est avéré un formidable partenaire et fournisseur fiable de services EPC. Nous nous réjouissons à l’idée de travailler avec ET Solar afin de développer de nouveaux projets photovoltaïques de plus grande envergure » a ajouté M. Guido Ingwer, associé directeur de Wattner, a pour sa part.

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La compagnie informatique américaine Apple a décidé de n’utiliser exclusivement que des énergies renouvelables d’ici la fin de l’année pour alimenter son plus grand centre de données aux Etats-Unis.

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De nouvelles centrales de biocarburants sont en train de voir le jour afin de produire des biocarburants plus avancés ayant une empreinte carbone réduite et provenant de produits ne concurrençant pas la demande en nourriture.

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Par un arrêt rendu le 15 mai, le Conseil d’Etat vient de surseoir à statuer et de prononcer le renvoi préjudiciel devant la Cour de justice de l’Union européenne (CJUE) sur la question de la qualification de l’arrêté tarifaire du 17 novembre 2008 en tant qu’aide d’Etat.

L’Etat, en défense dans ce dossier, a rappelé que l’arrêté tarifaire avait bien été communiqué, par la France, à la Commission européenne, au même titre que les autres outils de soutien aux énergies renouvelables, notamment dans le cadre du Plan d’action national, premier document remis par les Etats membres à la Commission durant l’été 2010, à la suite de l’adoption de la directive européenne relative à la promotion et à l’utilisation des énergies renouvelables.

Fabrice Cassin, avocat associé chez CGR Legal et par ailleurs vice-Président de France Energie Eolienne (FEE), la branche éolien du Syndicat des Energies Renouvelables (SER) donne son analyse sur cette décision, maintenant l’incertitude sur la filière éolienne tant que la CJUE ne se sera pas prononcée et cela pourrait prendre deux ans…

Le Conseil d’Etat a retenu que la question est de savoir « si, compte tenu du changement de mode de financement de la compensation des surcoûts imposés à Electricité de France et aux distributeurs non nationalisés à raison de l’obligation d’achat de l’électricité produite par les installations utilisant l’énergie mécanique du vent à un prix supérieur au prix de marché de cette électricité (…), ce mécanisme doit désormais être regardé comme une intervention de l’Etat au moyen de ressources d’Etat au sens et pour l’application des stipulations de l’article 87 du traité instituant la Communauté européenne ». Dans la mesure où il s’agit d’une question «déterminante pour la solution du litige» et qu’elle « présente une difficulté sérieuse », la CJUE doit donner son interprétation des textes.

Le Conseil d’Etat s’est ainsi référé aux évolutions de la jurisprudence de la CJCE sur les aides d’Etat, ainsi qu’il ressort de l’arrêt du 17 juillet 2008 (aff. C-206/06, Essent Netwerk Noord BV), et aux évolutions du mécanisme français de compensation de l’acheteur public de l’électricité produite par les installations éoliennes.

Le Rapporteur public, au cours de l’audience du 12 mars 2012, avait considéré que ces évolutions conduisaient à qualifier le mécanisme de soutien mis en place par l’arrêté tarifaire d’aide d’Etat dès lors que la CSPE est désormais financée non plus par les seuls producteurs, fournisseurs et distributeurs mais par les consommateurs d’électricité. L’Etat aurait la maîtrise de tels fonds issus d’un prélèvement de caractère obligatoire. En l’absence de notification d’une telle aide à la Commission européenne, le magistrat avait conclu à l’illégalité de la procédure d’adoption de l’arrêté.

Dans une note en délibéré, le Ministère avait expressément demandé que le Conseil d’Etat saisisse la CJUE de cette question, ce qui paraît avoir fait douter le Conseil d’Etat qui n’a eu d’autre choix que de renvoyer cette question délicate à la juridiction communautaire.

Cette décision maintient donc l’incertitude tant que la CJUE ne s’est pas prononcée.

On doit regretter que la décision de la CJCE de juillet 2008 sur laquelle le Conseil d’Etat s’est appuyé a été rendue avant que cette même juridiction ne se prononce une première fois, le 6 août 2008, sur la légalité de l’arrêté tarifaire éolien. La Haute Juridiction n’avait alors pas tenu compte de cette décision communautaire et n’avait pas statué sur ce point. Seule la non consultation du Conseil supérieur de l’Energie avait alors justifié l’annulation de l’arrêté précédent. La bonne administration de la justice a cédé devant le principe de l’économie de moyens.

Dans l’attente de la décision de la CJUE, l’arrêté tarifaire du 17 novembre 2008 demeure en vigueur et les contrats d’obligation d’achat peuvent être signés sur son fondement.

Surtout, par sa décision du 15 mai, le Conseil d’Etat a tenu à se prononcer sur le fond et a validé le niveau de tarif.

La Haute Juridiction a relevé qu’aucune erreur manifeste n’avait été commise «dans l’évaluation de la rémunération moyenne des capitaux immobilisés dans les installations utilisant l’énergie mécanique du vent» compte tenu « des aléas qui s’attachent aux hypothèses de rentabilité des investissements en cause » et « de la diversité des caractéristiques du financement des projets ».

On se réjouit que le Conseil d’Etat ait pris en compte les réalités d’une filière et se soit ainsi prononcé sur le fond, au-delà de la question procédurale de notification à la Commission européenne.

On peut espérer que le nouveau gouvernement saura donner les signaux positifs immédiats en réaffirmant son soutien au développement de la filière. C’est à cette condition qu’il peut espérer respecter les objectifs éoliens du Grenelle et du Paquet «énergie climat ».

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La Commission européenne a donné son feu vert pour le projet de prise de contrôle en commun du parc éolien allemand, Borkum Riffgrund I, situé en mer du Nord, par l’allemand DONG Energy Borkum Riffgrund et le danois Boston Holding.

L’opération consiste en l’acquisition, par Boston Holding, d’une participation conjointe à hauteur de 50% dans Borkum Riffgrund I, un parc éolien actuellement contrôlé de manière exclusive par Dong Energy.

Boston Holding ne détient aucun autre intérêt sur les marchés concernés par l’opération sur lesquels Dong Energy est présente. Ces marchés situés sur le territoire allemand englobent la production et la fourniture en gros d’électricité, d’une part, et le développement, la construction et l’exploitation de parcs éoliens, ainsi que la fourniture au détail d’électricité, d’autre part. En conséquence, l’opération envisagée ne poserait pas de problèmes de concurrence, car elle ne modifierait pas la structure du marché.

La Commission est donc parvenue à la conclusion que l’opération n’entraverait pas de manière significative le jeu d’une concurrence effective dans l’Espace économique européen (EEE). L’opération a été notifiée à la Commission Européenne le 29 mars 2012.

DONG Energy Borkum Riffgrund A/S GmbH & Co est contrôlée par l’entreprise danoise DONG Energy A/S. DONG Energy est présente essentiellement dans le nord de l’Europe, dans la prospection et la production de gaz naturel et de pétrole, la production d’électricité et la vente d’énergie.

Le parc de Borkum Riffgrund I comprendra une fois achevé, 77 éoliennes de 3,6 MW, soit une capacité installée globale de 277,2 MW. Cela devrait être suffisant pour alimenter annuellement environ 285.000 foyers allemands en électricité renouvelable. La construction du parc éolien doit débuter en 2013 alors que les premiers mégawatts seront générés à partir de 2014.

** La Commission Européenne a pour mission d’apprécier les fusions et les acquisitions entre entreprises dont le chiffre d’affaires dépasse certains seuils et d’empêcher les concentrations qui entraveraient de manière significative l’exercice d’une concurrence effective dans l’Espace économique européen (EEE) ou une partie substantielle de celui-ci.

La grande majorité des concentrations ne posent aucun problème de concurrence et sont autorisées après un examen de routine. À compter de la date de notification d’une opération, la Commission dispose en général d’un délai maximal de vingt-cinq jours ouvrables pour décider d’autoriser cette opération (phase I) ou d’ouvrir une enquête approfondie (phase II).

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L’énergie éolienne connaît une croissance considérable au Mexique, où le vent souffle parfois tellement fort qu’il renverse les bus et arrache les toits des bâtiments.

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Little Sun, une petite lampe alimentée par énergie solaire, a été lancée lundi au Forum économique mondial à Addis-Abeba (Ethiopie) dans le cadre du thème du FEM visant à examiner comment l’art peut contribuer à changer le monde.

L’artiste de premier plan Olafur Eliasson, en collaboration avec l’ingénieur Frederik Ottesen, a développé Little Sun – une œuvre d’art qui s’intègre dans le quotidien – au cours des deux dernières années.

Little Sun fournit une source de lumière “pratique”, “abordable” et “sûre”à certaines des 1,6 milliard de personnes qui vivent sans accès à l’alimentation électrique dans le monde entier. Elle permet également selon son concepteur de créer des opportunités d’affaires dans des régions dépourvues de connexion au réseau électrique, générant des profits pour toutes les personnes concernées, à toutes les étapes de la production, distribution, vente et utilisation.

La lampe, de conception durable, polyvalente et en forme de soleil, fonctionne avec un module solaire monocristallin de 6 x 6 cm. Une fois rechargée pendant 4 heures au soleil, Little Sun renvoie 5 heures d’éclairage LED, clair.

“Little Sun est une petite œuvre d’art qui offre une large portée. Elle regroupe différentes parties de mon travail dans la création d’un concept nouveau et significatif. Une partie de l’œuvre est la lampe elle-même et les activités que la lumière permet de réaliser ; l’autre partie est l’intégration réussie de Little Sun au sein de communautés non connectées au réseau d’alimentation électrique – son voyage de la production à l’utilisation” a déclaré Olafur Eliasson.

Le projet Little Sun sera présenté au musée Tate Modern, à Londres, dans le cadre d’une exposition créée spécialement pour le Festival de Londres 2012, le programme culturel qui accompagne les Jeux olympiques 2012 de Londres.

Une exposition de photographies, réalisées par des artistes éthiopiens de premier plan sur les solutions Little Sun pour lutter contre la pauvretéénergétique, sera présentée au cours du Forum : Tehras Berhe, Mihret Kebede, Desta Madere, Merklit Mersha, Michael Tsegaye et Helen Zeru.

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Des scientifiques renommés ont exhorté les gouvernements du monde à considérer les pénuries d’eau et d’énergie comme un seul et même problème nécessitant une réponse commune.

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