30,4% de rendement : une avancée majeure pour les modules solaires tandem pérovskite/silicium

L’industrie solaire franchit un nouveau cap avec l’annonce d’un module de démonstration tandem pérovskite/silicium atteignant 30,4 % d’efficacité. Développé par l’américain Tandem PV, ce module de 100 cm² combine une couche de pérovskite déposée sur verre et une cellule arrière en silicium à contacts interdigités (IBC) fournie par Maxeon. Ce résultat, validé en interne, illustre le potentiel des technologies tandem pour dépasser les limites physiques des cellules en silicium seul, plafonnées autour de 26-27 % en laboratoire et 24-25 % en production.

Contrairement à certains records de laboratoire obtenus sur des surfaces infimes (1 cm²), le module de Tandem PV a été conçu selon un procédé que l’entreprise juge facilement industrialisable. Scott Wharton, PDG de Tandem PV, a qualifié ce cap des 30 % de « niveau de performance au-delà de ce que les panneaux solaires en silicium conventionnels peuvent raisonnablement atteindre ». Il voit dans cette démonstration le signe que les tandems pérovskite-silicium entrent dans une nouvelle courbe de performance, rapprochant la technologie d’une production à grande échelle.

Un module de démonstration de 100 cm² atteint 30,4%

Le module de démonstration utilise l’architecture « quatre terminaux » propre à Tandem PV. La couche supérieure en pérovskite, déposée sur un substrat de verre, capte une partie du spectre lumineux tandis que la cellule IBC en silicium située en dessous récupère les longueurs d’onde résiduelles. Selon Scott Wharton, la cellule silicium seule fonctionne à environ 25 % de rendement. L’ajout de la couche pérovskite convertit 9 % supplémentaires de l’énergie solaire, portant le total à 30,4 % – malgré une légère filtration des longueurs d’onde atteignant le silicium. L’entreprise vise rapidement 10 % de rendement pour la couche pérovskite, ce qui porterait l’efficacité globale au‑delà de 31 %.

Ce résultat se distingue d’autres records récents, comme la cellule tandem de 1 cm² de l’Académie chinoise des sciences qui a atteint 32,89 % en tests certifiés. Mais Tandem PV insiste sur la faisabilité industrielle de son approche : le module de 100 cm² est fabriqué avec des procédés compatibles avec les lignes de production existantes. Le PDG estime qu’un module de taille réelle (typiquement 2 m²) basé sur ce design pourrait atteindre 28 % de rendement en conditions standard.

Le module de démonstration est désormais soumis à une certification par un organisme tiers, étape obligatoire avant toute commercialisation.

Une conception industrialisable et adaptable

L’un des atouts majeurs de la technologie de Tandem PV est sa compatibilité avec plusieurs types de cellules en silicium. « L’un des avantages de notre approche est que nous pouvons utiliser presque n’importe quelles cellules », explique Scott Wharton. Le verre pérovskite peut être laminé sur des cellules TOPCon, HJT ou PERC sans modification majeure du process. Cette flexibilité permet à l’entreprise de suivre les innovations des fabricants de cellules silicium, tout en bénéficiant de la baisse des coûts liée aux volumes de production du secteur photovoltaïque dominant.

Compatibilité avec les cellules silicium existantes

Le module démonstrateur utilise une cellule IBC de Maxeon, mais Tandem PV a déjà testé son verre pérovskite sur des cellules TOPCon et HJT avec des résultats prometteurs. Cette capacité d’adaptation réduit les risques d’obsolescence technologique et facilite l’intégration dans les gammes de produits des assembleurs de modules. L’entreprise prévoit d’ailleurs de proposer des kits de rétrofit pour les lignes de production existantes.

Performances et durabilité en ligne avec les standards industriels

La durabilité des pérovskites a longtemps été un frein à leur commercialisation. Tandem PV affiche des progrès significatifs : ses derniers produits présentent un taux de dégradation estimé à environ 1 % par an lors de tests de vieillissement accéléré aux UV à 65 °C, corroboré par des données issues d’essais sur le terrain. Ce chiffre se rapproche du taux de dégradation moyen de 0,59 % par an observé pour les technologies silicium les plus matures (comme les panneaux PERC). L’entreprise utilise une encapsulation spécifique et une formulation de pérovskite stabilisée pour atteindre cette longévité.

Selon les experts du National Renewable Energy Laboratory (NREL), les tandems pérovskite/silicium pourraient atteindre des rendements supérieurs à 35 % en laboratoire d’ici quelques années, mais le défi reste le passage à l’échelle industrielle avec une fiabilité suffisante pour une garantie de 25 à 30 ans. Les résultats de Tandem PV montrent que cet objectif est à portée.

Vers une commercialisation en 2026 pour les centrales électriques

Tandem PV vise clairement le marché des centrales au sol (utility-scale). Scott Wharton affirme qu’un module de taille réelle basé sur ce design offrirait 12 % de production supplémentaire par surface identique par rapport au meilleur panneau silicium back-contact actuel, le module de 545 W et 25 % d’efficacité du fabricant chinois Aiko. Avec un rendement module de 28 %, un tel produit permettrait de réduire le coût nivelé de l’électricité (LCOE) des parcs solaires, en diminuant les coûts d’installation et de terrain.

L’entreprise prévoit une mise sur le marché d’ici la fin 2026. Elle travaille actuellement à l’optimisation de la production de son verre pérovskite, en partenariat avec des équipementiers, et à l’obtention des certifications IEC nécessaires pour le marché mondial. Par ailleurs, Tandem PV poursuit le développement de sa plateforme pour intégrer les futures avancées des cellules silicium (comme les cellules à hétérojonction avancées) et améliorer encore le rendement de la couche pérovskite.

Conclusion

L’annonce de Tandem PV confirme que les modules tandem pérovskite/silicium ne sont plus une simple promesse de laboratoire. Avec un rendement de 30,4 % sur une surface de 100 cm², un procédé industrialisable, une durabilité améliorée et une flexibilité d’intégration, la technologie se rapproche d’une commercialisation à grande échelle. Si les objectifs de 28 % en module complet et de mise sur le marché en 2026 sont tenus, cette innovation pourrait accélérer la transition énergétique en offrant des panneaux plus puissants sans augmenter la surface installée.

Pour suivre l’actualité du photovoltaïque tandem, consultez régulièrement des sources comme PV Magazine ou le site de Tandem PV.