Dans le but de développer la prochaine génération de cellules solaires qui réponde aux besoins du marché, une équipe de recherche de l’Institut interdisciplinaire d’innovation technologique (3IT) et du Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes (LN2) de l'Université de Sherbrooke mène un projet d’envergure avec le partenaire industriel Stace, un chef de file québécois dans la fourniture de panneaux solaires.

Ayant déjà contribué à l’implantation du parc solaire de l’Université de Sherbrooke, Stace fait appel à l’expertise et aux connaissances des membres du 3IT et du LN2 afin d’innover dans ce domaine d’avenir.

Ensemble, ils bénéficient d’un montant total de près de 3 M$ pour développer ces cellules photovoltaïques à concentration (CPV), dans le cadre de ce projet intitulé Materials and Architectures of Solar cells for CPV (MARS CPV).

Le projet MARS marque un jalon important dans les activités de l'équipe de recherche sur le CPV au 3IT et au LN2, car il combine une collaboration majeure avec une entreprise québécoise dans le domaine (une première), avec des objectifs de développement branchés sur les réalités du marché. 

Professeur Richard Arès, directeur du 3IT et codirecteur du projet de recherche

Qu’est-ce que la technologie photovoltaïque à concentration?

Le projet de recherche porte sur la technologie photovoltaïque à concentration, qui consiste à convertir l’énergie solaire en électricité. La lumière du soleil est concentrée, par l’entremise d’un système optique (comparable à une lentille), sur une cellule photovoltaïque de petite surface. Cette dernière, composée de semi-conducteurs, produit alors de l’électricité de façon continue. C’est donc par l’absorption de photons (lumière) que la cellule photovoltaïque libère de l’énergie électrique.

D’ailleurs, l’efficacité de cette technologie, en matière de rendement de conversion, demeure la plus élevée à ce jour, en ce qui a trait à la production d’électricité solaire.

Nous cherchons évidemment à augmenter l’efficacité des dispositifs, mais nous souhaitons avant tout développer une technologie qui suscite l’intérêt des industriels, c’est pourquoi nous désirons augmenter le rapport entre la performance et les coûts. C’est notre choix pour viser le succès en matière de transfert technologique.

Professeur Maxime Darnon, codirecteur du projet de recherche

L’énergie de demain

Plusieurs facteurs sociaux contribuent au développement de la technologie photovoltaïque à concentration : le besoin de réduire les gaz à effet de serre, d’amoindrir la dépendance au pétrole et de recourir davantage aux énergies propres.

Dans le cadre du projet MARS CPV, l’équipe de recherche sur le CPV du 3IT et du LN2 optimisera les procédés de cette technologie, de concert avec le partenaire Stace, dans le but de l’industrialiser.

Pour Stace, le souhait est de créer une réponse à des problématiques du marché avec des solutions efficaces. Le travail avec le projet MARS vise une agilité permettant de s'adapter aux résultats des travaux, tout en continuant d'intégrer de nouvelles idées, multipliant ainsi les chances de frapper le coup de circuit.

Christian Dubuc, Innovation et développement de produits solaires, Stace

Ces activités de recherche en énergie voltaïque prennent de l’ampleur avec le parc solaire de l’UdeS.

Un appui financier notable

Le projet MARS CPV voit le jour grâce au soutien financier du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) et Prompt, pour un total de près de 3 M$. Ce montant se répartira majoritairement entre le personnel de recherche, les bourses étudiantes et les frais techniques associés aux équipements et au parc solaire de l’Université.

Nous avons la chance à l’Université de Sherbrooke, et tout particulièrement au 3IT et au LN2, d’avoir des équipements de pointe permettant de développer ces nouvelles technologies, ce qui rend notre environnement très stimulant pour faire de la recherche, en plus d’améliorer nos compétences. 

Gwénaëlle Hamon, étudiante au 3IT et au LN2 et membre de l’équipe de recherche

Un projet interdisciplinaire

L’interdisciplinarité s’avère présente dans le projet, ce qui rejoint le cœur même du 3IT. En effet, plusieurs domaines sont sollicités : le génie électronique, le génie mécanique, le génie électrique, la physique, la chimie, l’électronique, le thermique, etc.

En plus de la pertinence de son expertise en énergie solaire, le 3IT et le LN2 procurent à Stace des passerelles vers une multitude d'expertises parallèles en microfabrication et en caractérisation de matériaux et systèmes électriques. 

Christian Dubuc, Innovation et développement de produits solaires, Stace

L'équipe de recherche est composée de neuf professeurs de la Faculté de génie et membres du 3IT et du LN2 : les professeurs Richard Arès, Maxime Darnon, Vincent Aimez, Julien Sylvestre, Abderraouf Boucherif, David Danovitch, Abdelatif Jaouad, Simon Fafard et Karim Belmokhtar, lequel est chargé de projet à Nergica et professeur associé à l’UdeS. Elle compte aussi plus d’une vingtaine d’étudiants du 3IT et du LN2 et de chercheurs chez Stace. L'équipe de recherche couvre toute la chaîne de développement d’un produit innovant, de la fabrication jusqu’au système final. C’est d’ailleurs l’une des particularités du projet.