Selon une étude publiée récemment, les pérovskites peuvent réduire le coût de la technologie solaire de 80% d’ici 2030. Dans l’immédiat, combiné au silicium, ce matériau très prometteur annonce une révolution imminente qui va accroître d’un tiers le rendement des cellules photovoltaïques classiques.

Cela fait bientôt dix ans qu’on en parle, mais les pérovskites n’ont pas encore changé notre quotidien ni infléchi le prix des panneaux solaires. Toutefois, selon un récent rapport de Rethink Energy (un bureau d’analyse britannique spécialisé dans les études de marché des technologies énergétiques), la révolution des pérovskites est pour bientôt. Le matériau, qui a toujours un pied dans le monde académique, a désormais l’autre pied dans la production industrielle.

Des propriétés qui dopent le rendement des cellules

A l’origine la pérovskite est un cristal composé de calcium, de titane et d’oxygène. Toutefois le terme a aujourd’hui une acception plus large pour désigner d’autres composés métalliques dont la structure cristalline est identique. En 2012, des chercheurs scientifiques se sont aperçus que certaines pérovskites présentaient des propriétés qui pourraient doper le rendement des cellules photovoltaïques : elles permettent une mobilité élevée des charges électriques, sont 500 fois plus fines que le silicium, et offrent un taux élevé de conversion de l’énergie solaire.

La pérovskite réagit en effet beaucoup plus à la lumière du soleil, même quand la luminosité est faible, quand il y a des nuages, voire même à l’intérieur.
Elle est alors soudainement apparue comme candidate idéale au remplacement des coûteuses cellules en silicium dans les panneaux solaires.

Des chiffres qui font rêver

Selon Rethink Energy, les pérovskites vont partir à l’assaut du marché en trois étapes : d’ici la fin de cette année, elles seront d’abord associées au silicium dans des cellules tandem[1], puis en tandem au niveau du module avec des modules en silicium, et enfin produite sous forme de panneaux 100% en pérovskite.

Les modules solaires classiques, monocristallins et polycristallins, qui constituent aujourd’hui la grande majorité des équipements solaires installés dans le monde, offrent un rendement proche de 30%, soit leur rendement théorique maximal.
Pour un léger surcoût de production, les cellules tandem silicium-pérovskite permettront de produire 33% d’électricité en plus.

Au cours des dix années suivantes, les coûts de production des panneaux solaires devraient encore baisser de 50% grâce à la technologie pérovskite.
Ensuite, les prix continueront de chuter, jusqu’à atteindre, à l’échéance 2030, à peine 20% des coûts de production actuels, selon les analystes de Rethink Energy.

Un marché bousculé

L’émergence des pérovskites va complètement rebattre les cartes de la production de panneaux solaires. L’Europe et les Etats-Unis, mais également la Corée du Sud et le Japon, tenteront de positionner leurs industries domestiques pour se tailler une part d’un gâteau jusqu’ici essentiellement dominé par la Chine.
Les analystes prévoient, pour les 4 années à venir, une croissance moyenne annuelle de 7% du marché  des panneaux à base de pérovskite. Une croissance encore modeste car bridée par une offre limitée. Mais à partir de 2025, les capacités de production connaîtront un développement exponentiel jusqu’à ce que les pérovskites supplantent complètement le silicium vers 2030.

 Des débouchés à l’infini

Les pérovskites vont se multiplier à travers une variété d’applications dont on ne soupçonne pas encore l’amplitude : d’abord dans le solaire intégré au bâtiment (BIPV pour Building Integrated Photovoltaïcs), en s’invitant sur les façades verticales des immeubles et sur les vitres, mais aussi sur certains outils qui ont besoin d’une faible charge électrique pour fonctionner ; bref, sur un ensemble très vaste d’équipements qui n’ont pas besoin de durer 25 ans ni d’alimenter le réseau électrique central, et qui peuvent être remplacés à peu de frais, tout comme on imprime une feuille de papier.


[1] Une cellule photovoltaïque tandem est un empilement de deux cellules simple composées de matériaux différents absorbant les rayons solaires dans des domaines spectraux se chevauchant. On améliore ainsi le rendement de conversion de l’énergie.