Découverte en 1839 dans les montagnes de l’Oural et ignorée pendant plus d’un siècle et demi, la pérovskite est devenue le matériau de la première cellule solaire développée par le chercheur japonais Tsutomu Miyasaka en 2009. Aujourd’hui, les usines chinoises produisent des panneaux solaires à base de pérovskite à l’échelle industrielle, avec des résultats remarquables : les cellules tandem, qui associent une couche de pérovskite au-dessus du silicium, atteignent déjà 29,2 % d’efficacité et 907 watts sur un panneau de taille standard. Le silicium, qui domine le marché depuis 70 ans, approche de sa limite physique d’environ 33 %, tandis que les panneaux commerciaux actuels ne convertissent que 20 à 22,5 % de la lumière solaire.

(Rédaction : Chine / Énergie et technologie)

La Chine est sur le point de changer fondamentalement la manière dont nous produisons l’énergie solaire. Alors que le monde continue de s’appuyer sur les panneaux en silicium, les chercheurs et l’industrie chinoise investissent massivement dans un matériau qui pourrait révolutionner tout le secteur : la pérovskite. Ce minéral, découvert pour la première fois en 1839 dans les montagnes de l’Oural en Russie, a été largement ignoré pendant plus de 150 ans. Ce n’est qu’en 2009 que le chercheur japonais Tsutomu Miyasaka a mis au point la première cellule solaire à base de pérovskite, ouvrant une voie que la Chine a ensuite transformée en industrie.

Pourquoi la pérovskite pourrait-elle dépasser le silicium ?

Le silicium est le matériau de base des panneaux solaires depuis sept décennies. Mais cette technologie approche de ses limites physiques. Le rendement théorique maximal du silicium est d’environ 33 %, tandis que les panneaux commerciaux actuels ne convertissent que 20 à 22,5 % de la lumière solaire en électricité. Autrement dit, environ 80 % de la lumière qui frappe un toit est perdue.

En outre, la production de silicium est extrêmement énergivore : elle nécessite de chauffer du sable de quartz à plus de 3 000 degrés Fahrenheit dans d’immenses fours. Ce procédé consomme beaucoup d’énergie et coûte cher.

La pérovskite change complètement la donne :

• Elle peut être dissoute dans un liquide et appliquée par pulvérisation ou impression sur des surfaces, à température ambiante.
• Elle utilise une fraction des matières premières nécessaires au silicium.
• Elle produit environ un tiers de dioxyde de carbone en moins par watt que la fabrication traditionnelle du silicium.
• Les ingénieurs ont déjà réussi à l’appliquer sur du plastique flexible, des surfaces courbes et des vitres.

Cellules tandem : pérovskite sur silicium

L’application la plus prometteuse est la cellule tandem, qui associe une couche de pérovskite à une cellule en silicium. Cette configuration a déjà atteint 29,2 % d’efficacité et une puissance de 907 watts sur un panneau de taille standard. Il s’agit d’une performance nettement supérieure à celle que peuvent offrir les panneaux classiques en silicium.

Production à l’échelle industrielle en Chine

Les usines chinoises produisent déjà des panneaux solaires à base de pérovskite à l’échelle industrielle. Cette capacité de production, combinée à des coûts plus faibles et à la possibilité d’imprimer le matériau sur différentes surfaces, pourrait accélérer considérablement la transition vers les énergies renouvelables.

Quelle est la suite ?

Même si la pérovskite présente un immense potentiel, des défis subsistent en matière de durabilité, de stabilité à long terme et d’utilisation du plomb dans la composition de certaines cellules. Les recherches se poursuivent et la Chine semble déterminée à jouer un rôle de premier plan dans cette course technologique.

Conclusion

La pérovskite n’est pas seulement une alternative au silicium. C’est une technologie qui pourrait changer les règles du jeu dans le domaine de l’énergie solaire. D’un minéral oublié pendant un siècle et demi à des panneaux solaires très performants produits industriellement, l’histoire de la pérovskite montre à quelle vitesse l’innovation peut progresser lorsque la volonté et les investissements sont au rendez-vous. Et la Chine, cette fois, se trouve à l’avant-garde de cette révolution.