Des cellules solaires au rendement exceptionnel : la pérovskite rencontre le sicilium

Récemment, le rendement de 33,9 % d'une cellule solaire du fabricant LONGi a fait la a fait la une des journaux, bien qu'il ne s'agisse que d'un petit échantillon.

Ce n'est pas seulement le rendement énergétique élevé qui a été remarquable, mais plutôt la composition des cellules, qui donne de l'espoir pour l'avenir. Une couche de pérovskite est appliquée sur une cellule solaire classique, principalement composée de silicium.

Les cellules fabriquées à partir de ce matériau, le titanate de calcium plus précisément, devraient pouvoir atteindre un rendement de 50 %, du moins en laboratoire. Malheureusement, elles ne sont pas très durables, en tout cas pas pendant 25 ans, ce qu'une cellule solaire classique à base de silicium peut atteindre et conserver 80 % de son efficacité initiale.

Malheureusement, ce rendement n'est pas aussi élevé qu'on le souhaiterait. Le rendement énergétique maximal est légèrement inférieur à 20 %. C'est là que la cellule solaire tandem entre en jeu. Il s'agit encore d'une hypothèse, mais un rendement de 45 % au mieux et une durée de vie de 30 ans semblent prometteurs.

Réalisable en pratique

Oxford PV a démontré que cela pouvait fonctionner à l'échelle industrielle dans son usine de Brandenburg an der Havel, en Allemagne. De telles cellules solaires en tandem y sont déjà fabriquées et atteignent un rendement de 28,6 %.

À plus grande échelle, leur rendement est de 24 %. Oxford PV indique également que l'usine peut produire à elle seule 50 mégawatts d'électricité par an à pleine capacité. Le toit d'une maison typique a une capacité d'environ 10 kilowatts, soit 0,01 mégawatt.

Beaucoup plus, beaucoup moins cher

Cette évolution arrive à point nommé, comme le montrent les chiffres absolus. En 2022, 1,2 térawatt d'énergie solaire a été installé sur l'ensemble de la planète. Même si cette énergie était utilisée de manière optimale, elle ne suffirait même pas à couvrir l'ensemble des besoins énergétiques d'un pays industrialisé comme l'Allemagne.

L'objectif est donc de disposer de 100 térawatts à l'échelle mondiale d'ici 2060 si possible. Cela équivaudrait à 25 fois la quantité d'électricité produite chaque année par les États-Unis.

Les prix du kilowattheure sont déjà plus que compétitifs. le prix d'un kilowattheure est de 6 centimes d'euros sur l'ensemble du cycle de vie d'un système photovoltaïque. Ce serait moitié moins pour les cellules solaires tandem avec pérovskite et silicium.

Comparée aux combustibles fossiles ou même à l'énergie nucléaire, pour laquelle les entreprises énergétiques parlent d'environ 9 centimes par kilowatt, l'énergie solaire est remarquablement bon marché.

Le problème est que l'investissement doit être réalisé avant la production du premier kilowattheure. Avec le gaz ou le pétrole, les paiements doivent être effectués progressivement. Dans le cas de l'énergie nucléaire, la génération suivante doit se préoccuper des coûts d'élimination.

Des modules solaires bon marché, durables et particulièrement efficaces sont donc les bienvenus.