L’Ère des Pérovskites : Du Laboratoire à l’Environnement Réel
L’énergie solaire a connu une révolution silencieuse dans les laboratoires au cours de la dernière décennie. Au cœur de cette effervescence, les cellules solaires pérovskites sont devenues le sujet de recherche le plus prometteur, surpassant les performances théoriques du silicium cristallin traditionnel à des coûts de fabrication potentiellement bien inférieurs.
Leur taux d’efficacité, grimpant à un rythme inédit, a validé leur statut de « photovoltaïque nouvelle génération ». Pourtant, un obstacle majeur persistait : la durabilité. La fragilité intrinsèque des pérovskites face à l’humidité, à la chaleur et aux rayonnements UV a jusqu’à présent freiné leur industrialisation, cantonnant ces dispositifs prometteurs aux bancs d’essai des chercheurs.
C’est dans ce contexte critique que l’Université de Kanazawa (Japon), en partenariat avec des acteurs industriels majeurs et le Ministère de l’Environnement, a franchi une étape décisive. Ils ont initié le tout premier essai extérieur pérovskites tandem intégrant une technologie de pointe pour la stabilisation du plomb. Cet essai, s’étendant d’août 2025 à fin 2026, est non seulement une validation technique, mais aussi un test de réalité pour l’avenir énergétique mondial.
Le Défi Ultime : Les Cellules Tandem Stabilisées
Le terme « cellule tandem » représente l’apogée de l’efficacité photovoltaïque. Il s’agit de superposer une cellule pérovskite, optimisée pour absorber la lumière bleue et verte, sur une cellule de silicium, qui capte le spectre infrarouge restant. Cette architecture permet de dépasser la limite de Shockley-Queisser (l’efficacité maximale théorique d’une jonction simple), atteignant des rendements de conversion supérieurs à 30 %.
Cependant, le défi des pérovskites réside dans leur composition, souvent à base de plomb. Sous l’effet des éléments, ce plomb peut lixivier (se dissoudre et s’échapper), menaçant à la fois la performance et l’environnement.
La solution testée par Kanazawa :
L’initiative japonaise se concentre sur une technologie de stabilisation du plomb pérovskite spécialement développée. L’objectif n’est pas seulement d’empêcher la dégradation du matériau pérovskite, mais aussi d’assurer une rétention maximale du plomb au sein du module.
Pour la première fois, ce dispositif, qui était confiné aux tests accélérés en laboratoire, est monté sur des modules et exposé aux conditions environnementales réelles (pluie, soleil, variations de température) du parc solaire du campus de Kakuma. C’est l’étape nécessaire pour démontrer l’expérience et l’autorité technique du consortium.
L’Expertise Validée par l’Environnement
Le passage d’une performance record en laboratoire à une durabilité cellules solaires pérovskites prouvée sur le terrain est l’enjeu des critères (Expérience, Expertise, Autorité, Fiabilité) de l’industrie :
- Expérience (E) : Tester la technologie sur le terrain pendant plus d’un an, simulant une mise en œuvre industrielle concrète.
- Expertise (E) : Le projet est mené par un consortium de haut niveau (Université de Kanazawa, Toshiba Energy Systems Corporation, Choshu Industry Co., Ltd. et l’Université des Communications Électroniques).
- Autorité (A) et Fiabilité (T) : Le soutien et le financement d’un programme du Ministère de l’Environnement (Projet de développement et de démonstration de technologies neutres en carbone) confèrent une légitimité institutionnelle au processus de validation.
Les résultats de cet essai fourniront les données de fiabilité essentielles pour établir la feuille de route de la commercialisation. Ils devront notamment valider que la durabilité cellules solaires pérovskites atteint ou dépasse les standards des modules silicium pour être économiquement viable.
Implications et Perspectives pour l’Industrialisation
Cet essai ne concerne pas uniquement la pérovskite ; il est un indicateur clé de la maturité de l’industrie solaire. Si la technologie de stabilisation du plomb s’avère efficace en conditions réelles, cela ouvre la voie à :
- Réduction des Coûts : Les pérovskites peuvent être fabriquées par des procédés d’impression à basse température, réduisant drastiquement la consommation d’énergie et les coûts de production par rapport au silicium.
- Rendement Maximisé : L’intégration des cellules solaires pérovskites en configuration tandem repoussera les plafonds d’efficacité pour les installations à espace limité.
- Accélération de la Transition : Le succès de ce type de projet démontrera que les obstacles réglementaires et environnementaux liés au plomb peuvent être gérés via l’ingénierie des matériaux, ouvrant la voie à une industrialisation pérovskite rapide et à une contribution majeure à la neutralité carbone d’ici 2050.
Ce test sur site est donc plus qu’une expérience scientifique : c’est un engagement concret envers un avenir énergétique plus propre et plus efficace, propulsé par la chimie des matériaux.
Source : kanazawa-u.ac.jp/en/
Pour savoir plus de tech/innovation: solarbox.com.tn/category/actualites/tech-inovation
