Pérovskite solaire : EnergyVille atteint 20 % de rendement et identifie un mécanisme clé de dégradation

Le centre de recherche belge EnergyVille a atteint 20 % de rendement sur un module pérovskite de 28 × 28 cm², et près de 28 % sur un premier module tandem pérovskite/silicium développé avec le partenaire industriel Soltech. Ces résultats, présentés à l’occasion de la publication de son rapport d’activité 2025, s’accompagnent d’une découverte importante sur les mécanismes de dégradation qui limitent aujourd’hui la durabilité de cette technologie.

En bref :

• Rendement de 20 % atteint sur un module pérovskite de 28 × 28 cm² par EnergyVille.
• Un premier module tandem pérovskite/silicium, développé avec Soltech (issue d’imec), a atteint près de 28 % de rendement.
• L’équipe d’Aslihan Babayigit (EnergyVille/UHasselt/imec) a montré que la méthode d’analyse TOF-SIMS, utilisée pour cartographier les cellules, perturbait elle-même le matériau et faussait les mesures.
• Avec un protocole de mesure corrigé, les chercheurs ont identifié un mécanisme de dégradation précis : une couche intermédiaire censée augmenter le rendement se décolle sous la contrainte opérationnelle.
• Le projet européen TRANSPIRE, porté par imec, vise des modules tandems pérovskite/silicium à ≥ 32 % de rendement sur 900 cm², avec des architectures industrialisables.

20 % de rendement sur un module pérovskite, près de 28 % en tandem silicium

Dans son rapport d’activité 2025, EnergyVille revendique avoir atteint 20 % de rendement sur un module pérovskite de 28 × 28 cm². En parallèle, un premier module tandem pérovskite/silicium, développé avec le partenaire industriel Soltech (une entreprise issue d’imec), a atteint près de 28 % de rendement — un résultat qui situe cette initiative dans le haut de la fourchette des démonstrateurs les plus avancés de cette technologie à l’échelle mondiale.

Un biais de mesure identifié dans l’analyse des interfaces

Pour atteindre ces rendements, l’institut s’est appuyé sur des études pluridisciplinaires portant notamment sur la compréhension des interfaces entre les couches ultrafines des cellules pérovskites — des zones critiques à la fois pour la performance et pour la dégradation du matériau. L’équipe d’Aslihan Babayigit (EnergyVille/UHasselt/imec) a montré que la méthode d’analyse de pointe TOF-SIMS, couramment utilisée pour cartographier la composition chimique couche par couche, perturbait elle-même le matériau via son faisceau d’ions — un biais qui risquait de faire mesurer des artefacts de la technique plutôt que le comportement réel des cellules.

Un mécanisme de dégradation précis, enfin identifié

En documentant systématiquement ces effets de mesure, les chercheurs ont développé un protocole adapté qui préserve les interfaces et garantit la reproductibilité des résultats. Grâce à cette méthode corrigée, ils ont pu identifier un mécanisme de dégradation précis : une couche intermédiaire, souvent employée pour augmenter le rendement des cellules pérovskites, se décolle sous la contrainte opérationnelle, ce qui la rend instable sur le long terme malgré d’excellentes performances initiales. À EnergyVille, cette connaissance fondamentale est directement réinjectée dans le développement de cellules et modules réels, dans une logique de boucle courte entre laboratoire et prototype industriel.

Un centre né de la coopération entre quatre institutions de recherche

Né d’une coopération entre KU Leuven, VITO, imec et UHasselt, EnergyVille combine des expertises en chimie, physique, science des matériaux et ingénierie des systèmes pour couvrir toute la chaîne de valeur du solaire, de la cellule au réseau électrique. Cette organisation permet au centre d’utiliser directement les connaissances fondamentales acquises en laboratoire dans le développement de cellules et modules réels — à l’image du projet européen TRANSPIRE, porté par imec et ses partenaires, qui vise à terme des modules tandems pérovskite/silicium à 32 % de rendement ou plus sur une surface de 900 cm², grâce à des architectures industrialisables et des interconnexions innovantes.

Questions fréquentes

Qu’est-ce qu’une cellule solaire pérovskite ?

Une cellule pérovskite utilise un matériau cristallin de structure pérovskite comme couche active pour convertir la lumière en électricité. Cette technologie est étudiée pour ses rendements élevés potentiels et sa compatibilité avec des architectures tandem associées au silicium classique.

Pourquoi la dégradation des cellules pérovskites est-elle un enjeu central ?

Les cellules pérovskites affichent déjà des rendements de laboratoire élevés, mais leur stabilité dans le temps reste un frein à la commercialisation à grande échelle. Identifier les mécanismes précis de dégradation, comme celui découvert par EnergyVille, est une étape nécessaire pour concevoir des modules durables.

Qu’est-ce qu’un module tandem pérovskite/silicium ?

Un module tandem superpose une couche pérovskite à une cellule silicium classique pour capter une plus large partie du spectre lumineux et dépasser le rendement théorique d’une cellule silicium seule. Le module développé par EnergyVille et Soltech atteint près de 28 % de rendement, et le projet TRANSPIRE vise 32 % ou plus.

En résumé : au-delà des rendements records de 20 % (module pérovskite) et près de 28 % (tandem silicium), l’apport principal des travaux d’EnergyVille est méthodologique : en corrigeant un biais de mesure jusque-là non documenté, les chercheurs ont pu identifier un mécanisme de dégradation précis qui limite la durabilité des cellules pérovskites les plus performantes. Cette connaissance, directement réinjectée dans le développement industriel via des partenaires comme Soltech et le projet européen TRANSPIRE, rapproche la technologie pérovskite/silicium tandem d’une commercialisation à grande échelle. Pour en savoir plus sur les recherches du centre, voir EnergyVille et le centre de recherche partenaire imec.

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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