Record de rendement : le module solaire III-V germanium atteint 34,4% chez Fraunhofer ISE

L’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire (ISE) a franchi une nouvelle étape dans le photovoltaïque à très haut rendement. Son module solaire à base de cellules III-V sur substrat germanium a atteint un rendement de conversion record de 34,4%, contre 34,2% quelques mois plus tôt. Ce gain, bien que modeste en apparence, confirme la maturité industrielle de technologies jusqu’ici réservées au spatial.

Une technologie hybride entre cellule spatiale et matrice en bardeaux

Le module record de 833 cm² utilise des cellules solaires à triple jonction fournies par Azur Space, un fabricant allemand de cellules de qualité spatiale. Ces cellules ont été adaptées au spectre solaire terrestre, ce qui permet d’exploiter leur efficacité exceptionnelle au sol. L’assemblage repose sur la technologie de matrice en bardeaux (shingle) développée par Fraunhofer ISE en coopération avec un partenaire en ingénierie mécanique. Les cellules sont découpées en bandes étroites, superposées comme des tuiles, et collées avec un adhésif électriquement conducteur (AEC). Ce procédé élimine les rubans de cuivre, réduit l’ombrage et maximise la surface active. Les verres antireflet frontaux ont été fournis par Temicon.

Pourquoi les cellules III-V germanium sont-elles si performantes ?

Les cellules III-V sont fabriquées à partir de semi-conducteurs composés d’éléments des colonnes III et V du tableau périodique, comme l’arséniure de gallium (GaAs) ou le phosphure d’indium (InP). Le substrat en germanium permet d’empiler plusieurs jonctions pour capter différentes longueurs d’onde lumineuses, atteignant des rendements théoriques très élevés. Alors que les modules silicium classiques plafonnent autour de 22-23%, les cellules III-V dépassent régulièrement 30% en laboratoire et commencent à se déployer dans des applications terrestres de niche, comme les concentrateurs solaires ou les systèmes portables haute puissance.

Vers une industrialisation des modules à très haut rendement

Le précédent record de 34,2% avait été établi début 2025 avec le même module mais des cellules non adaptées au spectre terrestre. L’optimisation du revêtement et de l’interconnexion a permis ce gain supplémentaire. La technologie de matrice en bardeaux, déjà utilisée dans la fabrication commerciale de modules silicium, est ici transférée aux cellules III-V, ouvrant la voie à une production en série de modules ultra-efficients. En juillet 2025, Fraunhofer ISE a également annoncé un rendement de 40% pour une cellule III-V en conditions intérieures (sous éclairage artificiel), démontrant la polyvalence de cette filière.

Implications pour le marché solaire

Ces records renforcent la position de Fraunhofer ISE comme leader de la recherche photovoltaïque. Pour le secteur, ils illustrent le potentiel des cellules à multi-jonctions dans des segments où l’espace ou le poids sont critiques : drones, satellites, véhicules électriques solaires, ou encore bâtiments à très haute efficacité. Les coûts restent élevés, mais la réduction des surfaces de cellules grâce à des rendements doublés par rapport au silicium pourrait rendre ces systèmes compétitifs dans des applications spécialisées. Pour plus d’informations, consultez le site officiel de Fraunhofer ISE.

Source principale : pv magazine Allemagne