Aux abords de Brandenburg an der Havel, en Allemagne, se trouve une usine sur le point de révolutionner l'avenir de l'énergie solaire. L'entreprise britannique Oxford PV y produit des cellules photovoltaïques à base de pérovskite , un matériau considéré par beaucoup comme essentiel à l'avenir de l'énergie solaire. Ces cellules représentent une nouvelle technologie à base de pérovskite susceptible de transformer le paysage des énergies renouvelables.
Usine de technologies solaires
L'usine photovoltaïque d'Oxford est entourée d'une campagne tranquille, mais à l'intérieur, des innovations sont en cours de développement qui pourraient transformer la production d'énergie solaire. Chris Case, directeur de la technologie de l'entreprise, décrit cet endroit comme « la réalisation de mes aspirations les plus profondes ».
Oxford PV, ainsi que d’autres sociétés telles que QCells, ont fait confiance à la technologie des pérovskites. Ce matériau photovoltaïque, relativement bon marché et facile à obtenir, a montré un grand potentiel pour améliorer l'efficacité des panneaux solaires. En fait, on s’attend à ce que des panneaux solaires commerciaux dotés de cellules pérovskite-silicium entrent sur le marché l’année prochaine.
Quant aux autres entreprises dans ce domaine, Hanwha QCells a annoncé son intention d'investir 100 millions de dollars dans une ligne de production de cellules solaires tandem, intégrant du silicium et de la pérovskite, une technologie qui sera opérationnelle d'ici fin 2024. Cela montre que les grandes marques sont miser beaucoup sur cette innovation.
Un nouveau type de cellule solaire à technologie pérovskite
Ce qui est fascinant avec les cellules solaires à base de pérovskite, c'est leur capacité à capter davantage de lumière solaire que les cellules classiques en silicium. En intégrant les deux matériaux, grâce aux cellules solaires tandem , on peut accroître le rendement global de conversion d'énergie. Alors que les cellules solaires en silicium seules peuvent atteindre un rendement de 26 %, les cellules tandem à pérovskite dépassent largement cette limite, atteignant jusqu'à 31,6 %, comme l'a récemment démontré l'Institut Fraunhofer.
Les cellules tandem ont l’avantage de capturer une plus grande gamme de longueurs d’onde solaires. Cela permet une production d’énergie jusqu’à 20 % supérieure à celle des cellules au silicium traditionnelles. Cependant, le coût initial des pérovskites reste un défi, même si les partisans de cette technologie notent que dans les zones urbaines denses ou les complexes industriels où les terrains sont limités, l'augmentation de la production d'électricité compensera rapidement les dépenses supplémentaires.
Impact du nouveau type de cellule solaire à pérovskite
L'impact de cette technologie est important. Contrairement aux cellules au silicium, les cellules à pérovskite peuvent être fabriquées à des températures beaucoup plus basses, réduisant ainsi les coûts de production. De plus, ils sont plus flexibles et plus légers et peuvent être appliqués sur des surfaces plus diverses, comme les balcons ou même les cadres de fenêtres.
Le marché de l'énergie solaire devrait nécessiter jusqu'à 75 térawatts (TW) de capacité installée d'ici 2050, contre 1,2 TW aujourd'hui. Malgré les progrès réalisés dans la technologie des pérovskites, la durabilité demeure un défi. Cependant, des avancées significatives dans les matériaux et les traitements de surface, tels que la passivation , améliorent considérablement leur stabilité à long terme.
Par exemple, les chercheurs ont découvert que la passivation utilisant des aminosilanes peut améliorer à la fois l’efficacité et la stabilité opérationnelle des cellules pérovskites. Grâce à ces traitements, il a été possible de conserver jusqu'à 95 % de l'efficacité d'origine après 1.500 XNUMX heures d'utilisation dans des conditions extrêmes.
Records d’efficacité
Les cellules solaires à pérovskite ont évolué très rapidement. Alors qu'en 2009 ils parvenaient à peine à convertir 3,8 % de la lumière solaire en énergie, les versions actuelles atteignent déjà un rendement de 26,1 %, et même 31,6 % dans leur forme tandem avec le silicium, comme nous l'avons évoqué précédemment.
Par ailleurs, certains laboratoires à travers le monde explorent des versions encore plus avancées de ces cellules, comme les cellules tandem pérovskite-pérovskite , qui éliminent totalement le silicium et ont déjà atteint un rendement de 28,49 %. Bien que ces versions soient encore en développement, elles offrent un potentiel de production d'énergie encore plus important grâce à leur capacité à capter différentes parties du spectre solaire à l'aide de matériaux beaucoup moins coûteux que le silicium.
Concrètement, ces avancées repoussent non seulement les limites traditionnelles des cellules solaires, mais pourraient également réduire le coût global de ces technologies, les rendant plus accessibles et plus flexibles pour un large éventail d'applications. C’est la clé de l’adoption massive de l’énergie solaire dans le monde.
Avec toutes ces innovations, même s’il reste encore des défis à résoudre, comme la dégradation due à l’humidité ou à la chaleur, la pérovskite est en passe de générer une véritable révolution dans le secteur des énergies renouvelables. Si les progrès en matière de durabilité peuvent égaler ceux en efficacité, les pérovskites dépasseront probablement les technologies actuelles et changeront radicalement la façon dont le monde consomme l’énergie solaire.
Alors que cette technologie continue de battre record après record, il ne fait aucun doute que nous sommes à l’aube d’une nouvelle ère pour l’énergie solaire, une ère où l’énergie propre sera plus efficace, accessible et viable que jamais.