Les panneaux pérovskites changent d’échelle

Une équipe dirigée par Nanjing University a construit des modules en pérovskite de 1,2 × 0,6 mètre. Le meilleur a délivré 158,4 watts lors des essais ; l’étude, publiée dans Nature le 12 août, évalue aussi le rendement du matériau à l’échelle d’une centrale solaire.<br><br>Depuis des années, les cellules en pérovskite battent des records de rendement en laboratoire, tandis que les panneaux installés sur les toits restent en silicium.

Le problème vient de la fabrication. Une cellule en pérovskite transforme la lumière en électricité grâce à une très fine couche cristalline. Recouvrir une minuscule cellule de test, c’est comme peindre un timbre : on peut obtenir une surface presque parfaite. Pour un panneau, il faut appliquer une couche uniforme sur une feuille beaucoup plus grande et relier entre elles de nombreuses bandes de cellules ; plus la surface augmente, plus les petits défauts se multiplient.

Ces défauts dissipent de l’énergie. Dans le cristal, une partie des charges électriques libérées par la lumière se perd avant d’atteindre les fils sous forme de courant utile. Sur un grand panneau, leur accumulation réduit sensiblement la production.

Un meilleur traitement de surface

Les chimistes limitent ces pertes par la passivation, un traitement chimique de la surface qui rend les défauts moins dommageables. Selon les chercheurs, les traitements courants à base de composés d’halogénure d’ammonium s’étalent de façon irrégulière sur les grandes surfaces et se dégradent sous l’effet de la chaleur. L’équipe les a remplacés par du dioleate de plomb, qui formerait une couche de surface plus stable et réduirait les pertes de charges, selon l’article (Paper). Avec le fabricant Renshine Solar, Beijing Institute of Technology et l’University of Victoria, au Canada, elle a ensuite testé ce procédé sur des modules grandeur nature.

Ce que fournit un panneau de pleine dimension

Le chiffre le plus strict est le rendement : la part de l’énergie lumineuse reçue qu’un panneau convertit en électricité. Le module de 0,72 m² a atteint 22,0 % en comptant toute sa surface, y compris les bordures et les bandes de câblage, qui ne produisent pas d’électricité (Paper).

Le résultat ne repose pas sur un seul module particulièrement réussi. L’équipe en a fabriqué 150, d’une puissance moyenne de 144 W : le modèle de 158,4 watts est donc le meilleur du lot, et non un exemplaire représentatif (Nanjing University).

Le record de rendement annoncé vient d’un module plus petit. Il a atteint 24,0 % sur une ouverture de 810 cm², c’est-à-dire la surface active une fois les bordures inactives exclues. Le résultat a été certifié par l’organisme de test TÜV SÜD China (pv magazine). La taille du module et la méthode de mesure étant différentes, les chiffres de 24,0 % et de 22,0 % ne sont pas directement comparables.

La durabilité reste un point faible des pérovskites, qui se dégradent sous l’effet de la chaleur et de l’humidité. Lors d’un essai standard de « chaleur humide », qui accélère le vieillissement en maintenant les panneaux à 85 °C et à 85 % d’humidité, l’université indique que les modules traités ont perdu environ 2 % de leur rendement après 1 300 heures (Nanjing University). Selon elle, les modules utilisant l’ancien traitement à l’ammonium en ont perdu environ 39 % dans les mêmes conditions. Ces essais révèlent rapidement les faiblesses, mais ne permettent pas de savoir comment un panneau vieillira dehors pendant des décennies.

Un printemps face au silicium

L’équipe a également installé les panneaux en extérieur. Selon l’université, un système en pérovskite de 1 MW a fonctionné sur le même site au sol qu’une installation commerciale en silicium de 3,5 MW (Nanjing University). Les deux installations n’ayant pas la même taille, la comparaison porte sur la production quotidienne d’électricité par unité de puissance installée.

Selon l’université, cette mesure donne l’avantage au système en pérovskite : 3,42 % en mars, 3,79 % en avril et 5,81 % en mai 2026. Ces chiffres proviennent du récit de l’université sur un seul site et un seul printemps. Des médias, dont le South China Morning Post, les ont repris sans les vérifier de façon indépendante.

Les résultats de l’équipe de Nankin sont concrets : elle a produit un lot de modules de l’ordre du mètre, obtenu un rendement record certifié et utilisé un traitement de surface qui a fortement ralenti les dégradations lors des essais de chaleur humide. Pour établir que ces panneaux rapportent davantage que le silicium sur toute leur durée de vie, il faudra des années de données de production en extérieur dans plusieurs climats, ainsi que des chiffres sur les coûts de fabrication. Renshine et ses partenaires sont les mieux placés pour les publier.