La cellule pérovskite utilise un matériau cristallin de formule ABX3 (typiquement CH3NH3PbI3) qui absorbe la lumière visible avec une efficacité remarquable. Le rendement en laboratoire a bondi de 3,8 % en 2009 à 33,9 % en 2023 pour les tandems silicium-pérovskite. Cette progression, la plus rapide de l'histoire du photovoltaïque, suscite un intérêt industriel considérable.
Principe de fonctionnement
La structure pérovskite forme une couche mince de 300 à 500 nanomètres déposée par enduction ou évaporation sur un substrat. Le gap optique ajustable (1,2 à 2,3 eV selon la composition) permet de cibler différentes portions du spectre solaire. En configuration tandem, la pérovskite à large gap (1,7 eV) capte les photons bleus et verts, tandis que le silicium sous-jacent (1,1 eV) absorbe les photons rouges et infrarouges.
Défis de stabilité et durabilité
La principale faiblesse de la pérovskite réside dans sa sensibilité à l'humidité, à la chaleur et aux rayons UV. Les encapsulations multicouches (verre-butyle-verre) prolongent la durée de vie à 10 000 heures sous illumination continue en laboratoire, soit environ 15 à 20 ans en conditions réelles. Les fabricants (Oxford PV, Swift Solar, Qcells) visent une garantie de 25 ans pour les premiers modules commerciaux.
- Rendement pérovskite seule : 26,1 % (record 2024)
- Rendement tandem Si-pérovskite : 33,9 % (record 2023)
- Épaisseur couche active : 300 à 500 nm
- Gap optique : 1,2 à 2,3 eV (ajustable)
La commercialisation des modules tandem silicium-pérovskite devrait débuter entre 2026 et 2028. Oxford PV a inauguré une ligne de production de 100 MW en Allemagne. Le coût de fabrication visé (0,15 à 0,20 euro/Wc) rivaliserait avec le silicium monocristallin tout en offrant un rendement supérieur de 3 à 5 points.
