Cette technologie chinoise de panneaux solaires bat le record du monde de rendement

Les cellules au silicium ont désormais dépassé la barre des 20 % d’efficacité, les plus performants des modèles atteignant les 26 %. Ce qui signifie que 26 % de l’énergie solaire reçue est transformée en électricité.

Mais pour cette technologie, il existe une limite de performance théorique connue sous le nom de « limite de Shockley-Queisser », fixée à 33,7 %. Ce plafond existe parce que le silicium ne peut pas absorber l’intégralité du spectre lumineux. Une bonne partie de l’énergie solaire se perd sous forme de chaleur.

Afin de repousser cette limite théorique, les scientifiques cherchent à réduire les pertes. L’une des pistes les plus explorées est l’ajout de pérovskite, un semi-conducteur prometteur en termes d’énergie solaire. Le matériau peut être utilisé seul ou en combinaison avec le silicium pour alors créer des cellules dites « tandem ». Ces dernières se composent de multiples couches de silicium et de pérovskite, une configuration qui permettrait de mieux capter l’énergie solaire.

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De nombreux acteurs du solaire croient fermement en cette nouvelle technologie. Parmi eux : le fabricant chinois de panneaux solaires LONGi, dont l’équipe de R&D travaille activement à optimiser le rendement des cellules tandem.

Des records qui s’enchaînent

Depuis quelques années, le développement des cellules tandem connaît une véritable accélération. Les annonces de records s’enchaînent à une fréquence impressionnante. En juin 2024, LONGi annonçait avoir atteint une efficacité de 30,1 %. Quelques mois plus tard, ce chiffre bondissait à 33,9 %, un record bien plus important que les autres auparavant, car pour la toute première fois, la fameuse limite de Shockley-Queisser était officiellement dépassée. Cela validait définitivement le potentiel supérieur de la technologie tandem face aux cellules classiques au silicium.

Plus récemment, la marque a fait une nouvelle annonce encore avec une efficacité de 34,6 %. Les travaux de recherche liés à cet exploit viennent d’être publiés dans la revue Nature. LONGi a collaboré avec des chercheurs de l’université de Soochow, à Taiwan, pour en arriver à ce niveau. Derrière la réussite : des molécules conçues par l’équipe pour améliorer la structure de la cellule et l’efficacité de la pérovskite.

Bien que cette étude ait été publiée en juillet, le chiffre avait en réalité été atteint plusieurs mois auparavant. Par ailleurs, dès avril, LONGi avait déjà établi un autre record mondial à 34,85 %, certifié par le Laboratoire national des énergies renouvelables des États-Unis (NREL).

Les cellules tandem sont-elles l’avenir incontournable du solaire ?

De nombreux experts considèrent les cellules tandem comme la technologie solaire du futur, raison pour laquelle les scientifiques s’acharnent tant sur son développement. Une fois implantées sur le marché, elles répondront probablement aux besoins des clients en zones urbaines, où chaque surface disponible est comptée et où des rendements élevés seront, en conséquence, essentiels.

Toutefois, malgré la promesse d’une meilleure efficacité, les panneaux silicium-pérovskite ne sont pas encore près de faire de l’ombre aux modules conventionnels. C’est en tout cas l’avis de certains analystes qui pensent que, du moins à court terme, cette nouvelle technologie ne risque pas de dominer le marché.

En effet, l’industrie des cellules au silicium est incroyablement robuste, et les panneaux sont devenus bon marché. En France, on peut trouver des panneaux solaires à 100 euros l’unité avec onduleur intégré. Par ailleurs, la pérovskite fait encore face à un autre défi technique : sa sensibilité élevée à l’humidité.

Quoi qu’il en soit, les recherches se poursuivent intensément dans plusieurs pays, la France y compris. Cette année, d’ailleurs, la CEA a annoncé un record de rendement de 30,8 % après un test mené sur une cellule de 9 cm² (contre 1 cm² généralement).