Une percée technologique prometteuse dans le domaine photovoltaïque : des chercheurs internationaux, dont Fraunhofer ISE, KAUST (Arabie Saoudite) et l’Université de Fribourg, ont démontré qu’il est désormais possible de réaliser la passivation de la couche pérovskite sur des cellules tandem avec silicium texturé, norme industrielle pour les panneaux solaires. Ce travail, publié dans Science, pourrait accélérer l’industrialisation des cellules à haut rendement.
Passivation : qu’est-ce que c’est, et pourquoi c’est crucial ?
La passivation est une technique de traitement de surface visant à réduire les défauts qui entraînent des pertes d’efficacité. Dans les cellules solaires traditionnelles en silicium, seul la surface est traitée pour améliorer les performances. Avec la combinaison pérovskite-silicium en architecture tandem, l’enjeu est plus complexe : la couche pérovskite doit aussi être traitée, malgré la topographie irrégulière du silicium texturé.
L’équipe de recherche a montré que l’application de 1,3-diaminopropane dihydroiodide sur la couche pérovskite déposée sur silicium texturé permet de réaliser une passivation efficace même sur des surfaces en forme de pyramides. Ce traitement a des effets non pas seulement en surface, mais uniformément à travers toute la couche pérovskite, améliorant ainsi la conductivité électrique et le fill factor du dispositif.
33,1 % d’efficacité : un record pour des tandems texturés
Grâce à cette nouveauté, les cellules tandem atteignent une efficacité de conversion maximale de 33,1 %, avec une tension en circuit ouvert de 2,01 volts. Ce niveau de performance représente un bond significatif, surtout sur des substrats texturés utilisés déjà en production industrielle, ce qui rend la solution plus proche des usages commerciaux à grande échelle.
Vers une production industrielle : défis et opportunités
L’intérêt de ces résultats est double : non seulement ils permettent d’envisager des gains d’efficacité, mais ils s’inscrivent dans des procédés déjà bien maîtrisés dans les filières photovoltaïques silicium. Le recours aux siliciums texturés – surfaces pyramidales – est courant dans l’industrie pour capturer plus de lumière. Que la passivation fonctionne dans ce contexte technique ouvre la voie à un rapprochement entre recherche de laboratoire et production réelle.
Les chercheurs rappellent toutefois que d’autres défis persistent : assurer la durabilité des modules, stabiliser la couche pérovskite dans les conditions climatiques réelles, et maîtriser les coûts de fabrication en grande série.
Conclusion : un pas vers des panneaux solaires plus performants
En synthèse, cette avancée représente une étape majeure. Elle confirme que la passivation complète de la couche pérovskite sur silicium texturé est possible, et qu’elle permet de franchir la barrière des rendements de ~30 % pour se rapprocher de performances record. Pour l’industrie photovoltaïque, c’est un signal fort : ces innovations pourraient bientôt se retrouver dans les modules commerciaux, améliorant l’efficacité, le rendement global et le potentiel de déploiement des technologies solaires de nouvelle génération.
