Les cellules tandem pérovskite-silicium franchissent une nouvelle étape vers l’industrialisation

Une équipe internationale de chercheurs, impliquant notamment le Fraunhofer ISE en Allemagne, l’université de Fribourg et KAUST en Arabie Saoudite, a récemment publié dans la revue Science une avancée décisive pour les cellules photovoltaïques tandem pérovskite-silicium. Grâce à une nouvelle méthode de passivation, ces dispositifs ont atteint un rendement record de 33,1 % sur des substrats texturés, standard de l’industrie solaire.

La passivation, un levier clé pour l’efficacité

La passivation consiste à traiter la surface des matériaux afin de réduire les défauts électroniques responsables des pertes d’énergie. Dans les cellules solaires classiques en silicium, ce procédé est déjà utilisé pour améliorer les performances. Mais dans les architectures tandem, l’enjeu est plus complexe : la couche de pérovskite doit elle aussi être stabilisée, malgré la surface pyramidale du silicium texturé.

Les chercheurs ont démontré que l’application de 1,3-diaminopropane dihydroiodide permet une passivation homogène de la pérovskite, même sur ces surfaces irrégulières. Ce traitement améliore la conductivité électrique et le facteur de remplissage, deux paramètres déterminants pour le rendement global.

Des performances inédites pour des tandems texturés

Grâce à cette innovation, les cellules tandem ont atteint un rendement de conversion de 33,1 % avec une tension en circuit ouvert de 2,01 volts. Ce résultat est particulièrement prometteur car il concerne des substrats texturés, déjà utilisés dans la production industrielle pour optimiser l’absorption lumineuse. Cette compatibilité avec les procédés existants rapproche la recherche de l’industrialisation.

Opportunités et défis pour la production industrielle

Ces avancées ouvrent la voie à des panneaux solaires plus performants et compétitifs. L’association pérovskite-silicium pourrait dépasser les limites des cellules traditionnelles, dont le rendement théorique plafonne autour de 29 %. Toutefois, plusieurs défis subsistent : la stabilité de la pérovskite dans des conditions réelles d’utilisation, la durabilité des modules et le contrôle des coûts de production à grande échelle.

Les travaux en cours dans différents laboratoires visent à améliorer la résistance de la pérovskite à l’humidité, à la chaleur et aux rayons UV, afin de garantir une durée de vie comparable à celle des modules silicium actuels, soit plus de 25 ans.

Vers une nouvelle génération de panneaux solaires

Cette percée confirme que la combinaison pérovskite-silicium n’est plus seulement un concept de laboratoire mais une technologie en passe de devenir commercialisable. L’arrivée de cellules tandem stables et hautement efficaces pourrait transformer le marché photovoltaïque mondial, en offrant des panneaux capables de produire plus d’électricité sur une même surface et donc d’accélérer la transition énergétique.