Panneaux solaires : la pérovskite surpasse enfin le silicium en conditions réelles

Les cellules solaires en pérovskite se rapprochent de plus en plus de leur commercialisation, grâce à des avancées significatives réalisées en Chine. Après des résultats prometteurs obtenus en laboratoire, cette technologie a démontré sa capacité à produire plus d’électricité que les panneaux en silicium lors de tests effectués dans des conditions réelles.

Une équipe de chercheurs chinois et canadiens, dirigée par l’Université de Nanjing, a mené une étude comparative sur deux types de technologies photovoltaïques dans une centrale pendant trois mois. D’un côté, un système en pérovskite d’une puissance de 1 mégawatt (MW) et, de l’autre, une installation de 3,5 MW utilisant des panneaux en silicium.

Les résultats de l’expérience ont révélé que les panneaux en pérovskite surpassaient ceux en silicium en matière de production d’électricité, surtout lorsque les températures augmentaient. En effet, alors que le silicium voit son rendement diminuer avec la chaleur, la pérovskite maintient une performance stable, un atout considérable pour les centrales solaires exposées à des températures élevées.

Le test, réalisé de mars à mai de cette année, a montré que la pérovskite était plus efficace que le silicium tout au long de la période d’essai. Les écarts de rendement étaient de 3,42 % en mars, 3,79 % en avril et atteignaient 5,81 % en mai.

Pour améliorer les performances de la pérovskite, les chercheurs ont développé une nouvelle méthode visant à corriger les défauts microscopiques présents à sa surface, qui entravent la circulation des charges électriques et entraînent des pertes d’énergie. Ce traitement, basé sur des carboxylates de plomb et un enrichissement en iodure, a permis de réduire ces pertes tout en renforçant la résistance du matériau aux conditions environnementales telles que l’humidité et la chaleur.

Les résultats sont probants : après 1 300 heures d’exposition à des conditions extrêmes (85 °C et 85 % d’humidité), les panneaux traités de manière conventionnelle avaient perdu 39 % de leur efficacité, tandis que ceux ayant bénéficié du nouveau traitement n’avaient perdu que 2 %. De plus, ces modules ont conservé presque toutes leurs performances après 300 cycles de températures variant entre -40 °C et 85 °C.

La méthode innovante permet également à la pérovskite de maintenir un rendement élevé même pour des modules de grande taille. Un module de 0,72 m² a affiché un rendement de 22 %, avec une puissance de sortie de 158,4 watts. Par ailleurs, sur une surface plus réduite de 810 cm², l’équipe a obtenu un rendement certifié de 24 %, un record mondial pour ce format, validé par le TÜV SÜD en Chine.

Ces résultats, jugés par les chercheurs comme « les meilleures performances jamais obtenues pour des cellules photovoltaïques à pérovskite industrialisables et à grande échelle », soulignent l’importance de passer à l’échelle industrielle, un défi majeur pour cette technologie.

Derrière cette recherche se trouve Renshine Solar, un acteur chinois spécialisé dans la pérovskite, qui collabore avec l’Université de Nanjing, le Beijing Institute of Technology et l’Université de Victoria au Canada. C’est à cette entreprise qu’incombe la tâche de transformer ces résultats de laboratoire en production de masse, une étape cruciale avant la commercialisation à grande échelle.

Jusqu’à présent, les meilleurs rendements de la pérovskite avaient été observés sur de petites cellules en laboratoire, mais ces performances sont souvent difficiles à reproduire à grande échelle. Les chercheurs affirment avoir franchi cet obstacle, leur technologie ayant réussi les tests de fiabilité requis pour les équipements photovoltaïques commerciaux. Toutefois, il reste encore à prouver que ces résultats peuvent être reproduits de manière constante sur des lignes de production à grande échelle. De plus, les essais en conditions réelles n’ont duré que trois mois, un délai bien court comparé à la durée de vie attendue d’un panneau photovoltaïque classique, qui est d’au moins 25 ans. La pérovskite devra donc encore démontrer sa durabilité avant de pouvoir envisager une véritable industrialisation.