Le Japon, après l’Allemagne, est un leader mondial de production d’énergie électrique d’origine photovoltaïque avec plus de 1700 MW de puissance installée à fin 2006, dont 1620 MW connectés au réseau (source: IEA). Ceci représente, par rapport à 2005, une croissance annuelle de 20% (286 MW) de la puissance installée. On peut mesurer ainsi tout le dynamisme de cette filière industrielle japonaise, en symbiose avec tous les développements technologiques de l’industrie électronique.
Quels sont les grands acteurs japonais de ce secteur, quels sont les grands axes de développement et de progrès?
La génération délectricité d’origine solaire repose, aujourd’hui, sur la production de Silicium polycristallin. Il existe deux grands acteurs Japonais: Tokuyama et Mitsubishi Materials. Le premier produit 1000 tonnes par an de lingots, le second 200 tonnes. Les fabricants de wafers (disques minces de silicium) sont plus nombreux, ils comprennent les deux premiers mais aussi M.Setec, JFE Steel, SUMCO, etc. qui travaillent à partir de lingots achetés sur le marché. La demande est très forte, elle crée donc une offre très diversifiée et très innovante. Tokuyama travaille sur un procédé VLD (vapor to liquid deposition), Chisso travaille sur un nouveau procédé de réduction au Zinc et voudrait installer une usine pilote de production en 2008.
Pour réduire les coûts la première démarche est de réduire la consommation en Silicium en réduisant l’épaisseur des wafers. Les bons sont à 200 microns d’épaisseur et les meilleurs à 150 microns.
Viennent ensuite les fabricants de cellules élémentaires, qui génèrent une tension de 0,45V environ, et de modules qui comprennent plusieurs cellules assemblées en série pour atteindre la tension spécifiée. Les grands acteurs japonais (et leur production 2006 en Mega Watt crête) sont dans ce domaine: Sharp (198 MWc), Kyocera (72 MWc), Mitsubishi Electric (50 MWc) et Sanyo (35 MWc). Cette industrie, d’une très grande complexité, comprend à la fois les multiples traitements de surfaces du Silicium et de la formation de couches qui vont réfléchir la lumière sur la face arrière, la laisser passer dans un sens sur la face avant, en évitant les réfléchissements et qui vont collecter le courant sur les deux faces. Elle comprend aussi tout le système de collection du courant, la mise en série des cellules et l’assemblage physique des modules prêts à être installés dans la nature.
Les points clés de cette industrie sont la maîtrise des procédés pour réduire les dispersions (les meilleurs sont à + ou – 3%) et pour réduire les déchets de production. L’amélioration permanente des technologies a permis d’accroître le rendement de conversion photovoltaïque des cellules et la puissance surfacique des modules. Un rendement de conversion qui se situe vers les 10 à 12% ( 1 à 1,2 Wc par dm2) pour les productions courantes et de 18% pour les productions annoncées en 2008 et au delà.
La démarche industrielle japonaise, faite d’améliorations permanentes, est parfaitement adaptée aux problématiques de cette industrie qui doit économiser le Silicium, réduires les déchets et les dispersions, améliorer les rendements de conversion, accroître la durée de vie et la fiabilité des systèmes. L’aide de l’Etat a permis une formidable expansion de cette industrie au Japon.