L’avenir du solaire : rendement à 35 % et coûts divisés par deux d’ici 2050

Une étude prospective majeure, publiée dans la revue Nature Energy, prévoit une révolution pour l’énergie photovoltaïque. Selon un consortium international de chercheurs, le rendement des modules solaires pourrait dépasser 35 % à l’horizon 2050, tandis que le prix des panneaux pourrait être divisé par deux. Ces avancées seraient le moteur d’une nouvelle ère de production solaire à l’échelle du térawatt, essentielle pour la transition énergétique mondiale.

Les conclusions d’une collaboration scientifique internationale

Ces prévisions optimistes sont le fruit des travaux présentés lors du 4th Terawatt Workshop, un sommet international organisé par des institutions de premier plan comme l’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire (ISE), le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) du département américain de l’Énergie, et l’Institut japonais des sciences et technologies industrielles avancées (AIST). L’article synthèse, intitulé « Apprentissages passés et futurs pour la nouvelle ère du photovoltaïque multi-térawatt », dresse une feuille de route pour les décennies à venir.

Le tandem, technologie clé pour booster l’efficacité

Le saut de rendement, passant des environ 22-24% actuels pour les panneaux commerciaux à plus de 35%, reposera principalement sur les cellules photovoltaïques tandem. « Le rendement des panneaux solaires pourrait dépasser 35 % d’ici 2050 grâce à l’association de plusieurs couches de matériaux capteurs, dites structures « tandem » », explique Andreas Bett, directeur du Fraunhofer ISE. Ces cellules superposent différents matériaux, comme le silicium et les pérovskites, pour capter un spectre de lumière solaire plus large et convertir plus d’énergie.

Avantages d’un rendement supérieur

Andreas Bett insiste sur l’importance cruciale de l’efficacité : « Un meilleur rendement permet de produire autant d’électricité avec moins de matériaux et moins de surface au sol, ce qui renforce la durabilité des installations et réduit leur coût global. » Cela signifie une empreinte écologique réduite, une meilleure intégration paysagère et une optimisation des coûts liés aux structures de support et à l’installation.

Une baisse des coûts et une durabilité accrue

L’étude anticipe une division par deux du prix des panneaux solaires d’ici le milieu du siècle. Cette baisse sera portée par les innovations dans les procédés de fabrication, les économies d’échelle et la concurrence. Parallèlement, la durée de vie des installations devrait considérablement augmenter. « La durée de vie des panneaux solaires dépassera « très probablement » quarante ans », affirme Andreas Bett, contre 25 à 30 ans généralement garantis aujourd’hui.

Défis et axes de recherche pour l’industrie solaire

Pour atteindre ces objectifs ambitieux, la recherche doit surmonter plusieurs défis techniques et industriels :

• Fiabilité et stabilité : Les nouvelles technologies, notamment celles intégrant des pérovskites, doivent garantir une production stable et une longévité dans des conditions réelles, en maîtrisant les phénomènes de vieillissement.
• Diversification de la chaîne d’approvisionnement : L’émergence de nouvelles filières (tandem, tellurure de cadmium, couches minces Cuivre-Indium-Gallium-Sélénium) pourrait permettre une chaîne d’approvisionnement mondiale plus résiliente et moins dépendante d’un seul matériau.
• Enjeux environnementaux : La conception et la fabrication futures devront intégrer davantage les principes d’économie circulaire, en minimisant la consommation de matières premières critiques, les émissions polluantes et en développant le recyclage en fin de vie.

Impact mondial : vers une capacité de 3 térawatts

Les chercheurs estiment que ces progrès pourraient porter la capacité mondiale de production photovoltaïque à environ 3 térawatts d’ici 2050. Une telle expansion aurait des retombées socio-économiques majeures : stimulation de la croissance économique, création d’emplois, réduction de la pauvreté énergétique et baisse significative de la pollution. L’industrie solaire, qui a historiquement dépassé les prévisions les plus optimistes, est donc à un tournant décisif pour façonner un système énergétique durable et abordable.

Pour en savoir plus sur les dernières innovations en matière de cellules solaires tandem, vous pouvez consulter les ressources du National Renewable Energy Laboratory (NREL).