Le Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE a inauguré un nouveau laboratoire destiné à accélérer l’arrivée sur le marché des cellules photovoltaïques tandem pérovskite-silicium. Baptisée Pero-Si-SCALE, cette infrastructure de R&D indépendante est mise à disposition de l’industrie photovoltaïque allemande et européenne afin de faciliter le passage des performances de laboratoire vers des formats compatibles avec la production industrielle.
L’enjeu est majeur. En déposant une cellule pérovskite d’environ 500 nanomètres d’épaisseur sur une cellule solaire conventionnelle en silicium, la limite théorique de rendement passe de 29,4 % à 43,3 %, selon Fraunhofer ISE. Cette architecture tandem permet donc d’espérer davantage d’électricité produite sur une même surface, avec une consommation de matériaux potentiellement réduite.
Du laboratoire aux formats industriels
Avec Pero-Si-SCALE, Fraunhofer ISE entend combler l’un des maillons critiques de la chaîne d’innovation : le changement d’échelle. Le laboratoire doit permettre de transférer des conceptions de cellules issues de la recherche vers des formats industriels allant jusqu’à des wafers de 210 x 210 mm, en s’appuyant sur des procédés de fabrication à haut débit et compatibles avec l’industrie.
Les fabricants de cellules et de modules pourront y tester de nouveaux designs, les caractériser et les intégrer dans des modules photovoltaïques. L’objectif est de réduire le temps nécessaire entre l’innovation scientifique et la mise sur le marché, dans un contexte où l’Europe cherche à retrouver une place industrielle dans les technologies solaires avancées.
La voie hybride privilégiée
Fraunhofer ISE mise sur une « voie hybride », combinant procédés sous vide et procédés chimiques humides, pour fabriquer les cellules tandem pérovskite-silicium. L’institut indique avoir déjà atteint des rendements de pointe supérieurs à 33 % à l’échelle du laboratoire avec cette approche. Son intérêt est de pouvoir utiliser des cellules silicium texturées « standard » issues de l’industrie actuelle, facilitant ainsi l’intégration avec les chaînes de production existantes.
Pour le professeur Stefan Glunz, responsable de la division photovoltaïque de Fraunhofer ISE, le photovoltaïque est loin d’avoir livré tout son potentiel. Les cellules tandem constituent, selon lui, une clé pour franchir un nouveau cap d’efficacité, avec plus d’énergie solaire produite sur moins de surface et avec moins de matière.
En ouvrant Pero-Si-SCALE, Fraunhofer ISE donne ainsi un signal fort : la prochaine génération du photovoltaïque ne se jouera pas seulement dans les laboratoires, mais dans la capacité à industrialiser rapidement des technologies à très haut rendement.
