À la périphérie de Brandebourg-sur-la-Havel, en Allemagne, se trouve une usine qui promet de révolutionner l’avenir de l’énergie solaire. Là-bas, l'entreprise britannique Oxford PV produit des cellules solaires qui utilisent pérovskites, un matériau que beaucoup considèrent comme clé pour l’avenir de l’énergie solaire. Ces cellules représentent un nouveau type de technologie basée sur la pérovskite, qui pourrait changer 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 à propos des cellules solaires fabriquées à base de pérovskite, c'est leur capacité à capter une plus grande quantité de lumière solaire que les cellules au silicium classiques. En intégrant les deux matériaux, à travers ce qu'on appelle cellules solaires tandem, l'efficacité totale de conversion d'énergie peut être augmentée. Alors que les cellules solaires au silicium peuvent à elles seules atteindre un rendement allant jusqu'à 26 %, les cellules tandem à pérovskite dépassent facilement 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 avoir besoin d'environ Capacité de 75 térawatts (TW) installé d’ici 2050 par rapport aux 1,2 TW actuels. Malgré les progrès des pérovskites, le défi reste leur durabilité. Néanmoins, des progrès importants dans les matériaux et les traitements de surface, tels que 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.
De plus, certains laboratoires à travers le monde explorent des versions encore plus avancées de ces cellules, telles que les cellules tandem pérovskite-pérovskite, qui renoncent totalement au silicium et qui ont déjà atteint un rendement de 28,49 %. Bien que ces versions soient encore en développement, elles offrent la possibilité de produire encore plus d’énergie grâce à leur capacité à capter différentes parties du spectre solaire avec des matériaux bien moins chers 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.