Le projet staff: le tandem pérovskite-silicium pour un photovoltaïque français souverain et innovant

Une rupture technologique prometteuse

Le projet STaFF (Souveraineté industrielle Tandem de Fabrication Française), porté par l’Institut Photovoltaïque d’Île-de-France (IPVF) et le fabricant Voltec Solar, vise à industrialiser une technologie de rupture : la cellule tandem pérovskite-silicium. Aujourd’hui, les panneaux solaires standards à base de silicium atteignent des rendements proches de leurs limites théoriques (autour de 27% pour une cellule simple). En empilant une couche de pérovskite, un matériau aux propriétés optoélectroniques exceptionnelles, au-dessus d’une cellule silicium, on peut capter une plus large portion du spectre solaire – notamment les photons bleus et verts – et atteindre des rendements supérieurs à 30% en laboratoire. Cette architecture tandem pourrait ainsi devenir la prochaine génération de panneaux haute performance.

Le principe est simple : la pérovskite absorbe les courtes longueurs d’onde, tandis que le silicium convertit les grandes longueurs d’onde. Cette complémentarité maximise l’utilisation de l’énergie solaire. Les recherches menées à l’IPVF, sur le plateau de Saclay, montrent que cette combinaison pourrait permettre de dépasser les 30% de rendement sur des cellules de taille industrielle, contre environ 22-24% pour les meilleurs panneaux silicium actuels. Un bond technologique décisif pour réduire le coût de l’électricité solaire et augmenter la puissance par mètre carré.

Pour en savoir plus sur les fondamentaux de la pérovskite, consultez la page dédiée de l’IPVF sur la pérovskite.

Les objectifs industriels et scientifiques du projet staff

STaFF ne se limite pas à la recherche fondamentale. Son ambition est de franchir le gap entre le laboratoire et l’usine. Concrètement, le projet doit valider la faisabilité d’une ligne de production pilote de modules tandem pérovskite-silicium, en s’appuyant sur l’expertise de Voltec Solar, premier fabricant français de panneaux solaires. Les étapes clés comprennent :

• La sélection des formulations de pérovskite les plus stables et performantes.
• Le développement d’un procédé de dépôt compatible avec une production à haut débit.
• La démonstration de la durabilité des modules sur 25 ans, comparable aux standards silicium.
• La réduction des coûts de fabrication pour atteindre la compétitivité.

L’enjeu est de créer une filière industrielle française capable de produire ces panneaux innovants, réduisant ainsi la dépendance aux importations asiatiques. Le projet s’inscrit dans une logique de souveraineté énergétique et de réindustrialisation verte.

Le financement France 2030 et le rôle de l’ademc

STaFF est lauréat du plan d’investissement France 2030, opéré par l’ADEME. Ce programme national soutient des innovations de rupture dans le domaine des énergies propres. L’État a alloué plusieurs millions d’euros au consortium IPVF-Voltec Solar pour accélérer le développement. Ce financement permet de recruter des chercheurs, d’acquérir des équipements de pointe et de construire une ligne pilote.

Le projet répond à l’objectif de France 2030 de faire émerger des champions industriels dans le solaire photovoltaïque. En parallèle, il contribue à l’atteinte des objectifs de la Stratégie Nationale Bas-Carbone en augmentant la part de l’électricité solaire décarbonée. L’ADEME, via son appel à projets « Industrie solaire », accompagne la maturation technologique et l’industrialisation.

Les défis à relever pour une production en série

Industrialiser la technologie tandem pérovskite-silicium comporte des obstacles. Le premier est la stabilité de la pérovskite, sensible à l’humidité, à la chaleur et aux rayons UV. Des progrès récents, notamment grâce à l’encapsulation et aux nouvelles compositions, ont amélioré la durée de vie, mais des tests de vieillissement accéléré restent nécessaires. Le second défi est la scalabilité des procédés de dépôt : passer du spin-coating en laboratoire au slot-die coating ou à l’évaporation thermique pour des surfaces de plusieurs mètres carrés demande une ingénierie poussée.

Enfin, la question du coût est cruciale. Les matériaux pérovskites sont peu coûteux, mais l’ajout d’une couche supplémentaire et des étapes de fabrication complexes peuvent renchérir le module. STaFF travaille à des procédés à basse température et à l’utilisation de matériaux abondants pour maintenir un coût compétitif face aux panneaux chinois dominants. Selon l’IPVF, l’objectif est d’atteindre un coût de production inférieur à 0,20 €/Wc d’ici 2027.

La réussite de STaFF pourrait positionner la France comme un leader européen du solaire tandem, créant des emplois qualifiés et renforçant la résilience de notre approvisionnement énergétique.

Pour plus d’informations sur les avancées du projet, visitez le site de l’IPVF dédié à STaFF.

Une opportunité pour l’industrie et le climat

En combinant le meilleur de deux mondes – la maturité du silicium et l’innovation de la pérovskite – le tandem ouvre la voie à des panneaux à la fois plus puissants et plus durables. Pour la France, c’est l’occasion de reconquérir une souveraineté industrielle dans un secteur stratégique. Les retombées économiques et environnementales sont immenses : réduction des émissions de CO₂, baisse du coût de l’électricité solaire, et création de filières locales de fabrication.

Le projet STaFF illustre parfaitement la dynamique de la transition énergétique made in France. En attendant les premiers modules commerciaux, la recherche à l’IPVF repousse chaque jour les limites du possible.

Aurélien CHAPUIS

Aurélien Chapuis est diplômé du Master Management et Gestion de l’Énergie de l’ESCP Business School. Expert en stratégie photovoltaïque et business developer pour PV Solaire Énergie depuis 2019, il accompagne les professionnels du secteur dans leur croissance et vulgarise les enjeux de la transition énergétique pour le grand public.

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