Panneau solaire perovskite, c'est pour bientôt

La pérovskite, une révolution pour les panneaux solaires

 Ce n’est pas une exagération, la pérovskite peut-être considérée comme l’avenir de la cellule photovoltaïque. Prix des panneaux solaires, rendement, … Elle pourrait tout bousculer.

Ce minéral est déjà étudié depuis de nombreuses années mais il n’a pas fini de révéler tout son potentiel. Grâce à lui, on pourrait prochainement voir des maisons équipées de vitrages qui produisent de l’énergie. Fascinant, non ?

Pour que vous ne ratiez rien sur cette technologie futuriste, je réponds à pas mal de questions dans ce guide. Vous saurez :

• Comment ça fonctionne ?
• Quels sont les avantages/inconvénients de cette solution ?
• Et quand fera-t-elle son apparition sur le marché ?
  

Avant d’entrer dans le vif du sujet, j’aimerais qu’on parle des origines de la cellule pérovskite. 

Le solaire pérovskite, c’est quoi ?

Pérovskite ça sonne un peu Russe n’est-ce pas ?
Laissez-moi vous raconter son histoire.

Gustav Rose, minéralogiste allemand a décrit pour la première fois les pérovskites en 1830 lors de ses recherches en Russie. Pour nommer sa découverte, Gustav a repris le nom de Lev Perovski qui était lui aussi, un minéralogiste russe.

Puis en 2009, Tsutomu Miyasaka, chimiste et ingénieur, a révélé le potentiel de ce minéral pour créer des cellules photovoltaïques.

 Il faudra encore attendre 4 ans avant qu’Olga Malinkiewicz, physicienne polonaise, ne mette au point la première cellule solaire pérovskite à haut rendement en 2013.

Voilà pour le petit point historique sur la découverte des pérovskites. On va voir maintenant comment fonctionnent ces cellules.

Comment fonctionnent les cellules solaires à pérovskite ?

Pour rappel, une cellule solaire produit de l’électricité en convertissant les rayons du soleil grâce à un matériau semi-conducteur. On appelle ça, l’effet photovoltaïque.

 La plupart des panneaux solaires utilisent le silicium comme semi-conducteur. Mais ce rôle pourrait être joué par la pérovskite dans les panneaux du futur. 

On voit ensemble ce qui change principalement avec l’utilisation de ce minéral.

Quelles différences entre le panneau au silicium et le panneau pérovskite ?

Les deux principales différences entre le panneau solaire au silicium et le panneau solaire pérovskite sont le prix et le rendement. En effet, la pérovskite offre des performances légèrement supérieures.

Pour une installation classique de panneaux monocristallins et polycristallins, le rendement maximum est d'environ 25%. Les modules pérovskite, eux, pourraient atteindre les 30% ou plus. Ce qui est vraiment beaucoup.

Mais ce qui fait réellement la révolution de ce nouveau panneau solaire, c’est le coût de fabrication. Les cellules pérovskites sont beaucoup moins chères à produire.

Le silicium est coûteux, car il doit être parfait. Il requiert donc une grande attention lors du processus de fabrication. La pérovskite, quant à elle, n’a pas besoin d’être parfaite pour bien fonctionner. C’est un gain de temps et donc d’argent. 

Mais la pérovskite ne fait pas que remplacer le silicium dans un module solaire. Elle peut aussi en améliorer l’efficacité. 

Cellule photovoltaïque tandem, le meilleur des deux mondes 

Aussi appelées pérovskites hybrides, les cellules photovoltaïques tandem permettent de combiner le silicium et la pérovskite. C'est la technologie qui est la plus apte à sortir dans les prochaines années.

Cette cellule hybride bénéficie du meilleur rendement des pérovskites sans trop nuire à la durabilité de la cellule solaire.

 Pour la fabriquer, on empile une cellule de silicium sur une cellule de pérovskite. On ne fait pas plus simple. 

 La combinaison de ces deux semi-conducteurs permet de capter un plus large spectre lumineux et donc d’augmenter les performances du module.

Je ne m’attarde pas plus sur ce qu’est le spectre lumineux, mais on peut en parler ensemble dans les commentaires. 

Certains chercheurs affirment que les cellules tandem permettront de produire 33% d’électricité en plus.

 Penchons-nous maintenant sur les avantages et les inconvénients de ce nouveau type de panneaux solaires.

Solaire pérovskite : les avantages et les inconvénients 

Comme on l'a dit précédemment, ses principaux avantages seront son rendement amélioré et son prix abaissé.

Mais ça ne s'arrête pas là. Je vous ai fait une petite liste de tous les points forts de cette solution : 

• Un coût inférieur (tout le monde pourrait s’équiper en panneaux solaires) 
• Une facilité de production (qui permet d’abaisser le coût de fabrication)
• Un rendement supérieur (pour avoir plus d’autonomie en produisant plus)
• Panneau mieux intégrable, car il est souple et transparent (fenêtres, toitures, véranda, etc…)

Bien sûr, si le solaire pérovskite n'avait que des avantages, ce serait trop beau pour être vrai. On va donc parler de ses inconvénients.

Là encore, je vous ai fait une petite liste mais cette fois, il s’agit de points faibles : 

• Problèmes de vieillissement et de stabilité des cellules photovoltaïques.
• Contient du plomb (impact environnemental fort en cas de fuite d’un panneau)
• Durabilité dans le temps pour l’instant trop faible pour être commercialisée
  

Ces désavantages ne sont pas anodins. Ce sont eux qui ralentissent le développement et la commercialisation d’un module solaire en pérovskite. 

Les premiers panneaux en perovskite attendus pour 2026 :

Je ne peux pas vous donner une date de sortie précise pour un panneau solaire pérovskite grand public.

Qcells, leader mondial des solutions d'énergie propre, a investi 100 millions de dollars pour accélérer la commercialisation des cellules tandem à base de pérovskite.

Une ligne de production spéciale pour ces nouveaux panneaux est construite dans l'usine Jincheon en Corée du Sud. Cette ligne de production est annoncée "opérationnelle" pour la fin de l'année 2024. L'objectif est de commercialiser les premiers panneaux en 2026.

Si vous ne voulez pas attendre, sachez que les panneaux photovoltaïques classiques présentent des performances qui n’ont pas à rougir. Si vous voulez avoir un aperçu des économies à réaliser sur votre facture d’énergie, cliquez ici. 

Quelle que soit la date de sa commercialisation, la pérovskite offrira forcément de belles avancées. On les regarde tout de suite. 

Solaire pérovskite, quelles perspectives ?

Cette technologie nouvelle génération permettrait d'ouvrir pas mal d’opportunités pour le photovoltaïque. Elle pourrait s'adresser à un public plus large qui n’a pas forcément les moyens d'investir dans une installation solaire.

Sa transparence et sa souplesse lui permettraient de s'adapter à plusieurs surfaces comme les murs ou les fenêtres d’une maison. On pourrait donc voir des immeubles entiers remplacer leurs fenêtres par des panneaux solaires transparents. 

Je vous l'avais dit, c’est tout simplement fascinant et ça peut faire beaucoup d’infos à emmagasiner. On récapitule tout ça avant de se quitter.

Ce qu’il faut absolument retenir du solaire pérovskite :

La pérovskite est un semi-conducteur qui permet d'obtenir de meilleurs rendements que le silicium. Ce minéral a l’avantage d’être moins cher à traiter. 

Ça fait maintenant 10 ans qu'on entend parler de cette technologie. Si elle prend autant de temps à voir le jour, c'est parce que les chercheurs sont confrontés à de nombreuses contraintes.

Mais il n'est pas impossible qu'elle refasse surface dans les prochaines années et qu'elle bouleverse totalement le marché actuel.

Retour dans le temps pour aller plus loin :

La cellule tandem est attendue, certes, mais cela n'a pas stoppé le développement de nouvelles technologies.

Certaines sont même fraîchement sorties sur le marché :