Modules solaires pérovskite : une année de tests en extérieur révèle des progrès et des défis

Les cellules solaires en pérovskite sont souvent présentées comme l’avenir du photovoltaïque en raison de leur efficacité théorique élevée et de leur coût de fabrication potentiellement bas. Cependant, leur stabilité à long terme en conditions réelles reste un point crucial à valider. Une étude récente menée par le Centre commun de recherche (JRC) de la Commission européenne apporte des données précieuses sur ce sujet, avec des résultats à la fois prometteurs et instructifs.

Une méthodologie rigoureuse pour des tests en conditions réelles

L’équipe de recherche, dirigée par la scientifique Hanna Ellis, a soumis deux modules commerciaux en pérovskite à jonction unique à un an de tests en extérieur, de juin 2024 à juin 2025. L’expérience s’est déroulée sur le site d’essais photovoltaïques européen (ESTI) à Ispra, en Italie. Avant leur installation, les modules ont subi une caractérisation électrique en laboratoire, utilisant une nouvelle méthodologie de préconditionnement par exposition prolongée à la lumière (« light soaking »). Cette approche, similaire à celle utilisée pour le silicium, vise à stabiliser les performances initiales des pérovskites, dont les propriétés électriques peuvent évoluer dans les premières heures d’exposition.

L’effet « light soaking » : un paramètre clé pour la fiabilité

Comme détaillé dans l’étude publiée dans Progress in Photovoltaics, l’effet « light soaking » (LSE) est un facteur majeur influençant la stabilité des cellules en pérovskite. Sous une illumination constante, des processus physico-chimiques lents se produisent à l’intérieur du matériau, modifiant son rendement, son courant de court-circuit et sa tension en circuit ouvert. Comprendre et maîtriser cet effet est essentiel pour obtenir des mesures fiables et prédire la production énergétique de ces panneaux.

Des résultats contrastés après douze mois d’exposition

Les deux modules testés, référencés YZ517 et YZ518, ont montré des comportements radicalement différents :

• Le module YZ518 a subi une dégradation significative, son rendement tombant en dessous de 7% en mai 2025.
• Le module YZ517, en revanche, a démontré une stabilité remarquable. Après un pic à plus de 15% en été 2024, son rendement s’est maintenu entre 12% et 13% un an plus tard, montrant des variations saisonnières mais pas de dégradation catastrophique.

Cette divergence souligne que la durabilité des pérovskites dépend fortement des procédés de fabrication, de l’encapsulation et des matériaux utilisés. La stabilité du module YZ517 constitue un signal encourageant pour l’industrie.

Analyse des performances et variations saisonnières

Les chercheurs ont analysé en détail les performances du module stable (YZ517) en fonction de l’ensoleillement, de la température et du moment de la journée. Ils ont observé que lors des chaudes journées d’été, le rendement était meilleur le matin, quand les températures sont plus fraîches, que l’après-midi pour un même niveau d’irradiation. En revanche, un phénomène inverse a parfois été constaté lors de journées ensoleillées d’hiver, après des périodes nuageuses. Ces variations complexes montrent que l’interaction entre la lumière, la température et l’histoire d’exposition du module est cruciale et nécessite des modèles de prédiction spécifiques.

Perspectives et prochaines étapes pour la commercialisation

Hanna Ellis le souligne : une année de tests en extérieur est une étape importante, mais insuffisante pour valider une technologie photovoltaïque dont la durée de vie visée est de 20 à 30 ans. Les prochaines recherches devront se concentrer sur :

• Des tests de durée prolongée pour évaluer la dégradation sur le long terme.
• Une compréhension approfondie de l’impact des conditions climatiques variées (humidité, gel, UV).
• Le développement de protocoles de test standardisés et fiables, comme la méthodologie de préconditionnement proposée, essentiels pour garantir la qualité et la comparabilité des produits commerciaux.

Ces travaux, menés par des organismes indépendants comme le JRC, sont vitaux pour bâtir la confiance des investisseurs et des consommateurs envers cette technologie émergente. Pour en savoir plus sur les avancées du solaire, vous pouvez consulter les ressources de l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE).

Conclusion : un avenir prometteur, mais un chemin à parcourir

L’étude du JRC démontre que les modules solaires en pérovskite peuvent afficher une stabilité encourageante sur une période d’un an en conditions réelles. Elle met aussi en lumière les défis persistants liés à la reproductibilité de la fabrication et à la sensibilité aux conditions environnementales. Alors que la recherche mondiale sur les pérovskites s’intensifie, ces résultats concrets en extérieur représentent une pièce essentielle du puzzle vers une commercialisation à grande échelle de cette technologie photovoltaïque de nouvelle génération.