Ingénierie des dispositifs photovoltaïques en pérovskite en 2025 : Libérer la puissance solaire de nouvelle génération avec une croissance perturbatrice. Découvrez comment les matériaux avancés et la fabrication à grande échelle redéfinissent l’industrie solaire.
- Résumé exécutif : Perspectives du marché 2025 et moteurs clés
- Technologie photovoltaïque en pérovskite : Fondamentaux et innovations
- Paysage concurrentiel : Entreprises leaders et alliances stratégiques
- Avancées dans la fabrication : Production évolutive et réduction des coûts
- Métriques de performance : Tendances en matière d’efficacité, de stabilité et de fiabilité
- Intégration avec le silicium et architectures tandem
- Considérations réglementaires, environnementales et de sécurité
- Prévisions du marché 2025-2030 : TCAC, volume et projections de revenus
- Applications émergentes : Du secteur utilitaire à l’électronique flexible
- Perspectives d’avenir : Défis, opportunités et feuille de route vers la commercialisation
- Sources & Références
Résumé exécutif : Perspectives du marché 2025 et moteurs clés
Le paysage mondial de l’ingénierie des dispositifs photovoltaïques (PV) en pérovskite est sur le point de connaître une transformation significative en 2025, soutenue par des avancées rapides dans la science des matériaux, la capacité de fabrication évolutive et les partenariats commerciaux. Les cellules solaires en pérovskite (PSC) ont émergé comme une technologie perturbatrice, offrant un potentiel d’efficacité de conversion d’énergie plus élevé, de coûts de production plus bas et une plus grande polyvalence par rapport aux photovoltaïques basés sur le silicium traditionnels. En 2025, les perspectives du marché sont façonnées par une convergence de jalons techniques et d’investissements stratégiques provenant à la fois de leaders de l’industrie établis et de startups innovantes.
Les moteurs clés pour le secteur incluent la démonstration réussie des cellules tandem pérovskite-silicium dépassant 30 % d’efficacité sur des chaînes de production pilotes, comme l’ont rapporté les principaux fabricants tels que Oxford PV. L’entreprise, qui a son siège au Royaume-Uni et en Allemagne, a annoncé des plans pour augmenter sa capacité de fabrication en 2025, visant des modules commerciaux pour les applications sur les toits et à l’échelle des services publics. De même, Meyer Burger Technology AG, un fournisseur d’équipements PV basé en Suisse, a noué des collaborations stratégiques pour intégrer des couches de pérovskite dans ses lignes de cellules solaires à haute efficacité, visant une préparation à la production de masse dans les prochaines années.
Les fabricants asiatiques accélèrent également leurs initiatives PV en pérovskite. TCL, un grand conglomérat électronique chinois, a investi dans la recherche et les chaînes pilotes en pérovskite, avec pour objectif de commercialiser des modules solaires flexibles et légers. Pendant ce temps, le groupe Hanwha en Corée du Sud tire parti de son expertise en matériaux avancés et en fabrication solaire pour explorer les architectures tandem pérovskite-silicium, avec des projets pilotes qui devraient atteindre leur maturité d’ici 2025.
Les perspectives du marché pour 2025 sont également soutenues par des cadres politiques favorables au sein de l’Union européenne, des États-Unis et de la Chine, qui priorisent les technologies solaires de nouvelle génération dans leurs stratégies d’énergie renouvelable. Des organismes industriels tels que l’Association des industries de l’énergie solaire et SolarPower Europe font activement la promotion de normes et de meilleures pratiques pour le déploiement de la PV en pérovskite, abordant les préoccupations concernant la stabilité à long terme, la teneur en plomb et la recyclabilité.
En regardant vers l’avenir, les prochaines années devraient voir la première vague d’installations commerciales de PV en pérovskite, avec des projets pilotes passant à la fabrication à grande échelle. La croissance du secteur dépendra des progrès continus en matière de durabilité des dispositifs, de développement de la chaîne d’approvisionnement et d’acceptation réglementaire. Si les tendances actuelles se poursuivent, l’ingénierie des PV en pérovskite pourrait redéfinir le paysage concurrentiel de l’industrie solaire d’ici la fin des années 2020, offrant de nouvelles opportunités pour la réduction des coûts et l’amélioration des performances sur les marchés mondiaux.
Technologie photovoltaïque en pérovskite : Fondamentaux et innovations
L’ingénierie des dispositifs photovoltaïques en pérovskite a rapidement progressé, positionnant les cellules solaires en pérovskite (PSC) comme un candidat de choix pour la technologie solaire de nouvelle génération. La structure cristalline unique des matériaux en pérovskite, généralement basée sur des halogénures de plomb organique-inorganique hybrides, permet des coefficients d’absorption élevés, des bandes de transition réglables et de longues longueurs de diffusion de porteurs. Ces propriétés ont conduit à des efficacités de conversion d’énergie record, les dispositifs à l’échelle laboratoire dépassant désormais 26 %—un chiffre qui rivalise ou dépasse les photovoltaïques en silicium établis.
En 2025, l’accent de l’ingénierie des dispositifs en pérovskite se déplace des percées à l’échelle laboratoire vers la fabrication évolutive et le déploiement commercial. Les principaux défis d’ingénierie incluent l’amélioration de la stabilité opérationnelle à long terme, l’augmentation de la taille des cellules de petite surface à des modules de grande surface, et le développement d’alternatives sans plomb ou à teneur réduite en plomb pour répondre aux préoccupations environnementales. Des entreprises telles que Oxford Photovoltaics sont à l’avant-garde, ayant développé des cellules tandem pérovskite-sur-silicium ayant atteint des efficacités certifiées supérieures à 28 %. Leur ligne de production pilote en Allemagne devrait augmenter la production de modules commerciaux, visant une intégration avec les infrastructures de panneaux solaires en silicium existantes.
Un autre acteur majeur, Microquanta Semiconductor, se concentre sur les techniques de fabrication roll-to-roll pour les modules en pérovskite, visant à réduire les coûts de production et à permettre des panneaux solaires flexibles et légers. Leur démonstration récente d’un module en pérovskite de 1,2 mètre de long avec plus de 18 % d’efficacité marque une avancée significative vers la commercialisation. Pendant ce temps, GCL Technology investit dans la technologie tandem pérovskite-silicium, tirant parti de son expertise dans la production de wafers en silicium pour accélérer le développement de dispositifs hybrides.
Les efforts d’ingénierie des dispositifs s’attaquent également aux technologies d’encapsulation et de barrière pour protéger les couches de pérovskite de l’humidité et de l’oxygène, qui sont critiques pour atteindre les 25 ans de durée de vie opérationnelle nécessaires à une adoption généralisée. Des consortiums industriels et des organismes de normalisation, tels que le programme de systèmes photovoltaïques de l’Agence internationale de l’énergie, travaillent à établir des protocoles de test et des normes de fiabilité spécifiques aux dispositifs en pérovskite.
En regardant vers l’avenir, les prochaines années devraient voir les premières installations commerciales de modules à base de pérovskite, en particulier sur des marchés de niche tels que les photovoltaïques intégrés aux bâtiments (BIPV) et l’énergie portable. Une collaboration continue entre les fournisseurs de matériaux, les ingénieurs de dispositifs et les fabricants de modules sera essentielle pour surmonter les obstacles restants en matière de stabilité, d’évolutivité et de sécurité environnementale, ouvrant la voie à une contribution significative des photovoltaïques en pérovskite sur le paysage énergétique renouvelable mondial.
Paysage concurrentiel : Entreprises leaders et alliances stratégiques
Le paysage concurrentiel de l’ingénierie des dispositifs photovoltaïques en pérovskite en 2025 est caractérisé par une innovation rapide, des partenariats stratégiques et l’émergence d’acteurs spécialisés visant à commercialiser les technologies solaires de nouvelle génération. À mesure que les cellules solaires en pérovskite (PSC) s’approchent de la viabilité commerciale, plusieurs entreprises et consortiums sont à l’avant-garde pour augmenter la production, améliorer la stabilité des dispositifs et intégrer les pérovskites dans des modules tandem et flexibles.
Parmi les acteurs les plus notables, Oxford Photovoltaics se distingue comme un pionnier dans les cellules solaires tandem pérovskite-silicium. L’entreprise, issue de l’Université d’Oxford, a établi une ligne pilote en Allemagne et vise la production de masse de modules tandem avec des efficacités dépassant 28 %. Les alliances stratégiques d’Oxford PV avec des fabricants de silicium établis et des fournisseurs d’équipements accélèrent le chemin vers le marché, avec des modules commerciaux devant être déployés dans des projets pilotes d’ici fin 2025.
Un autre candidat clé est Meyer Burger Technology AG, une entreprise suisse avec une solide expérience dans les équipements de fabrication photovoltaïque. Meyer Burger a annoncé des collaborations avec des développeurs de technologies en pérovskite pour adapter ses lignes de production à la fabrication de cellules tandem, cherchant à tirer parti de son expertise en technologies de haute efficacité, de jonction hétéro et de SmartWire. La feuille de route de l’entreprise inclut l’intégration de couches de pérovskite sur des plateformes en silicium existantes, avec une production à échelle pilote anticipée dans les deux prochaines années.
En Asie, Toray Industries, Inc. investit dans des matériaux avancés pour les cellules solaires en pérovskite, se concentrant sur les films d’encapsulation et les couches de barrière pour améliorer la durabilité des dispositifs. Les partenariats de Toray avec des instituts de recherche japonais et internationaux devraient donner lieu à de nouvelles solutions de matériaux qui répondent aux défis de stabilité des dispositifs en pérovskite, un facteur critique pour l’adoption commerciale.
Les alliances stratégiques façonnent également le secteur. L’Initiative européenne sur les pérovskites, un consortium de partenaires industriels et académiques, favorise la collaboration sur la normalisation, les tests de fiabilité et le développement de chaînes d’approvisionnement. Pendant ce temps, des entreprises telles que Hanwha Solutions explorent l’intégration de pérovskite dans leurs portefeuilles de produits solaires, tirant parti de leurs réseaux de fabrication et de distribution mondiaux.
En regardant vers l’avenir, le paysage concurrentiel devrait s’intensifier à mesure que davantage d’entreprises entrent sur le marché et que les acteurs existants augmentent leurs capacités. Les prochaines années devraient voir une augmentation des coentreprises, des accords de licence et des partenariats intersectoriels, en particulier alors que les technologies pérovskites passent de la phase pilote à un échelon commercial. L’accent restera sur l’amélioration de l’efficacité, de la stabilité et de la fabricabilité, avec pour objectif d’atteindre des modules solaires hautes performances et compétitifs en termes de coûts pour un déploiement généralisé.
Avancées dans la fabrication : Production évolutive et réduction des coûts
La transition des dispositifs photovoltaïques (PV) en pérovskite de prototypes à l’échelle laboratoire à des produits commercialement viables repose sur des avancées en fabrication évolutive et en réduction des coûts. À partir de 2025, l’industrie connaît un élan significatif, plusieurs entreprises et consortiums développant et déployant activement des techniques de production évolutives pour les cellules et modules solaires en pérovskite.
Une des approches les plus prometteuses est la fabrication roll-to-roll (R2R), qui permet le dépôt continu de couches de pérovskite sur des substrats flexibles. Cette méthode est en cours de perfectionnement pour atteindre un rendement et une uniformité élevés, critiques pour la fabrication de modules de grande surface. Des entreprises telles que Oxford PV et Saule Technologies sont à l’avant-garde, avec Oxford PV se concentrant sur les cellules tandem pérovskite-silicium et Saule Technologies pionnière dans l’impression jet d’encre pour des modules flexibles et légers. Les deux entreprises ont reporté être en ligne de production à l’échelle pilote, Oxford PV visant une capacité de fabrication à l’échelle gigawatt à court terme.
Une autre avancée clé est l’adoption du revêtement par die à fente et du revêtement par lame, qui sont compatibles avec des substrats de grande surface et offrent un contrôle précis de l’épaisseur et de l’uniformité du film. Ces techniques sont intégrées dans des lignes de production automatisées, réduisant les coûts de main-d’œuvre et le gaspillage de matériaux. Hanwha Solutions, un acteur majeur de l’industrie solaire mondiale, a annoncé des investissements dans la R&D sur la pérovskite et explore des lignes de fabrication hybrides combinant technologies en pérovskite et en silicium pour une efficacité et une rentabilité améliorées.
Les coûts des matériaux restent un point focal pour la réduction des coûts. L’utilisation de précurseurs abondants et à faible coût, ainsi que le développement de formulations de pérovskite sans plomb, sont examinés pour faire face aux préoccupations économiques et environnementales. First Solar, connue pour ses modules en cadmium tellurure à film mince, a signalé un intérêt pour l’intégration de la pérovskite, tirant parti de son expertise en traitement à film mince évolutif pour potentiellement accélérer la commercialisation de la pérovskite.
En regardant vers l’avenir, les perspectives pour la fabrication de PV en pérovskite sont optimistes. Les feuilles de route de l’industrie anticipent qu’en 2027, les coûts de production des modules en pérovskite pourraient tomber en dessous de 0,20 $/W, les rendant hautement compétitifs par rapport aux PV en silicium établis. La collaboration continue entre les fabricants, les fournisseurs d’équipements et les institutions de recherche devrait encore rationaliser la production, améliorer la stabilité des dispositifs et permettre une adoption sur le marché de masse. À mesure que ces avancées se concrétisent, les photovoltaïques en pérovskite sont prêtes à jouer un rôle transformateur sur le paysage énergétique renouvelable mondial.
Métriques de performance : Tendances en matière d’efficacité, de stabilité et de fiabilité
Le paysage de l’ingénierie des dispositifs photovoltaïques (PV) en pérovskite en 2025 est défini par des avancées rapides dans les métriques de performance, en particulier en matière d’efficacité, de stabilité et de fiabilité. Les cellules solaires en pérovskite (PSC) ont continué leur trajectoire d’efficacités de conversion d’énergie (PCE) record, les dispositifs certifiés en laboratoire dépassant désormais régulièrement 25 %. Notamment, les architectures tandem—où des couches de pérovskite sont combinées avec du silicium—ont atteint des efficacités dépassant 30 %, rapprochant le gap des limites théoriques et surpassant les modules en silicium uniquement conventionnels. Ce progrès est exemplifié par des entreprises telles que Oxford PV, qui a signalé des efficacités certifiées de cellules tandem dépassant 28 % et qui scale activement sa production pour un déploiement commercial.
La stabilité et la fiabilité, des défis de longue date pour les PV en pérovskite, connaissent également d’importantes améliorations. Les récentes stratégies d’ingénierie des dispositifs se concentrent sur l’ingénierie de composition, la passivation des interfaces et des techniques d’encapsulation avancées pour atténuer la dégradation due à l’humidité, à l’oxygène et au stress thermique. Par exemple, First Solar, un important fabricant de PV à film mince, a investi dans des collaborations de recherche pour explorer l’intégration de la pérovskite et sa durabilité, tirant parti de son expertise en fiabilité de module à grande échelle. Pendant ce temps, Hanwha Solutions et JinkoSolar sont tous deux engagés dans des projets pilotes et des partenariats visant à améliorer les durées de vie des modules en pérovskite pour répondre ou dépasser les benchmarks de 20 ans typiques des PV en silicium.
En termes de fiabilité, l’industrie évolue vers des protocoles de test standardisés pour les modules en pérovskite, avec des organisations telles que l’Agence internationale de l’énergie et la Commission électrotechnique internationale travaillant à établir des lignes directrices pour le vieillissement accéléré et la performance sur le terrain. Ces efforts sont critiques pour la bancabilité et l’adoption généralisée, alors que les investisseurs et les services publics exigent des données robustes sur le fonctionnement à long terme dans des conditions réelles.
En regardant vers l’avenir, les prochaines années devraient voir les premières installations commerciales de modules tandem pérovskite-silicium, avec des projets pilotes déjà en cours en Europe et en Asie. Des entreprises comme Oxford PV visent une production de masse, tandis que les fabricants de PV établis intègrent la technologie pérovskite dans leurs feuilles de route produits. Les perspectives pour 2025 et au-delà sont une combinaison d’optimisme prudent : alors que les records d’efficacité continuent de tomber et que les métriques de stabilité s’améliorent, la transition du laboratoire à un déploiement fiable à grande échelle reste le défi central pour le secteur.
Intégration avec le silicium et architectures tandem
L’intégration des matériaux en pérovskite avec le silicium dans les architectures photovoltaïques tandem est une stratégie de premier plan pour dépasser les limites d’efficacité des cellules solaires en silicium à jonction unique conventionnelles. En 2025, cette approche passe de démonstrations à l’échelle laboratoire à une adoption industrielle précoce, portée par le potentiel d’atteindre des efficacités de conversion d’énergie (PCE) dépassant 30 %, un bond significatif par rapport à la moyenne actuelle des cellules en silicium commerciales de 22 à 24 %.
Les principaux acteurs de l’industrie développent activement des modules tandem pérovskite-silicium. Oxford Photovoltaics, une entreprise germano-britannique issue de l’Université d’Oxford, a signalé des efficacités certifiées de cellules tandem supérieures à 28 % et augmente ses lignes de production pilote en Allemagne. Leur feuille de route vise les lancements de modules commerciaux à court terme, avec un accent sur l’intégration de cellules supérieures en pérovskite sur des cellules inférieures en silicium standard utilisant des techniques de dépôt évolutives. De même, Meyer Burger Technology AG, un fabricant suisse connu pour des modules à haute efficacité en silicium à jonction hétéro, a annoncé des efforts collaboratifs pour industrialiser la technologie tandem pérovskite-silicium, visant une préparation à la production de masse dans les prochaines années.
En Asie, JinkoSolar Holding Co., Ltd. et LONGi Green Energy Technology Co., Ltd., deux des plus grands fabricants de silicium solaire au monde, ont tous deux établi des programmes de recherche et des lignes pilotes pour des dispositifs tandem. Ces entreprises tirent parti de leur expertise dans le traitement de wafers en silicium et l’assemblage de modules pour relever les défis tels que l’uniformité de la couche de pérovskite, l’ingénierie des interfaces et la stabilité à long terme dans des conditions réelles.
Les principaux obstacles techniques à un déploiement commercial demeurent l’augmentation de l’échelle de dépôt de pérovskite à de grands wafers, garantissant une stabilité opérationnelle (visant des durées de vie de plus de 25 ans) et la compatibilité avec les lignes de fabrication de cellules en silicium existantes. Des consortiums industriels et des alliances de recherche, tels que ceux coordonnés par l’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire ISE, facilitent le transfert de connaissances et les efforts de normalisation pour accélérer la commercialisation.
En regardant vers l’avenir, les prochaines années devraient voir les premières installations commerciales de modules tandem pérovskite-silicium dans des projets pilotes, en particulier sur les marchés priorisant une efficacité élevée et des surfaces d’installation limitées, telles que les applications de toits et urbaines. Si les objectifs de fiabilité et de coût sont atteints, les architectures tandem pourraient rapidement gagner des parts de marché, remodelant le paysage photovoltaïque et établissant de nouveaux repères pour l’efficacité de conversion de l’énergie solaire.
Considérations réglementaires, environnementales et de sécurité
À mesure que l’ingénierie des dispositifs photovoltaïques (PV) en pérovskite avance vers la commercialisation en 2025, les considérations réglementaires, environnementales et de sécurité influencent de plus en plus la trajectoire du secteur. Les gains d’efficacité rapides et le potentiel de fabrication à faible coût des cellules solaires en pérovskite ont attiré une attention significative tant de l’industrie que des régulateurs, entraînant un examen plus attentif des impacts sur le cycle de vie, de la sécurité des matériaux et de la gestion de fin de vie.
Une priorité réglementaire est l’utilisation de plomb dans la plupart des formulations de pérovskite à haute efficacité. Bien que les quantités soient faibles, le potentiel de contamination environnementale lors de la fabrication, de l’utilisation ou de l’élimination a conduit à des appels à des contrôles stricts. L’Union européenne, à travers son cadre réglementaire en évolution de la Commission européenne, envisage des mises à jour à la directive sur la restriction des substances dangereuses (RoHS) pour traiter les technologies photovoltaïques émergentes, y compris les pérovskites. Cela pourrait entraîner de nouvelles exigences pour l’encapsulation, le recyclage et les dispositifs de reprise des modules en pérovskite.
Des fabricants tels que Oxford PV et Saule Technologies développent de manière proactive des techniques d’encapsulation robustes pour empêcher les fuites de plomb, même en cas de rupture de module. Ces entreprises participent également à des initiatives dirigées par l’industrie pour établir des meilleures pratiques pour la manipulation et le recyclage en toute sécurité. Par exemple, Oxford PV s’est publiquement engagé dans des processus de recyclage en boucle fermée pour ses modules tandem pérovskite-silicium, visant à récupérer et réutiliser des matériaux critiques.
Au-delà du plomb, l’empreinte environnementale de la fabrication de PV en pérovskite est sous examen. L’industrie travaille à minimiser l’utilisation de solvants toxiques et à améliorer l’efficacité énergétique de la production. Des organisations telles que l’Agence internationale de l’énergie surveillent les progrès du secteur et fournissent des conseils sur les pratiques de fabrication durables. En 2025, plusieurs lignes pilotes en Europe et en Asie devraient démontrer des processus à faibles émissions et réduits en solvants, établissant des repères pour les futures usines commerciales.
Les normes de sécurité pour les modules photovoltaïques en pérovskite évoluent également. Les organismes de certification, y compris TÜV Rheinland, mettent à jour les protocoles de test pour aborder les voies de dégradation uniques et les modes de défaillance des dispositifs en pérovskite, tels que la sensibilité à l’humidité et à l’exposition aux UV. Ces normes mises à jour devraient devenir des prérequis pour l’entrée sur le marché dans les principales régions d’ici 2026.
En regardant vers l’avenir, le paysage réglementaire pour les PV en pérovskite devrait se resserrer, avec une emphasis accrue sur la gestion du cycle de vie et l’administration environnementale. Les dirigeants de l’industrie devraient collaborer avec les régulateurs pour garantir que la technologie solaire pérovskite puisse se développer de manière durable, équilibrant l’innovation avec la sécurité publique et environnementale.
Prévisions du marché 2025-2030 : TCAC, volume et projections de revenus
Le marché mondial de l’ingénierie des dispositifs photovoltaïques (PV) en pérovskite est sur le point de connaître une expansion significative entre 2025 et 2030, soutenue par des avancées rapides dans la science des matériaux, la fabrication évolutive et l’intérêt commercial croissant. À partir de 2025, les cellules solaires en pérovskite passent de prototypes à l’échelle laboratoire à une production pilote et commerciale précoce, plusieurs leaders de l’industrie et consortiums investissant dans la fabrication de modules de grande surface et des améliorations de stabilité.
Des acteurs clés tels que Oxford Photovoltaics, un pionnier basé au Royaume-Uni, ont annoncé des plans pour augmenter leur production de cellules solaires tandem pérovskite-sur-silicium, visant des modules commerciaux avec des efficacités dépassant 28 %. L’installation de fabrication d’Oxford PV en Allemagne devrait augmenter sa production en 2025, visant une capacité à l’échelle gigawatt d’ici la fin des années 2020. De même, Meyer Burger Technology AG, une entreprise suisse de technologie solaire, a noué des partenariats stratégiques pour intégrer la technologie pérovskite dans sa feuille de route produit, les lignes pilotes étant anticipées en opération dans cette période de prévision.
Les projections de volume pour les modules en pérovskite restent dynamiques, car l’adoption de la technologie est étroitement liée à la surmontée des défis en matière de stabilité à long terme et de fabrication à grande échelle. Les estimations de l’industrie suggèrent qu’en 2030, la production mondiale annuelle de modules à base de pérovskite pourrait atteindre 10 à 20 GW, représentant un taux de croissance annuel composé (TCAC) de plus de 35 % par rapport aux niveaux de 2025. Cette croissance est soutenue par le potentiel de la technologie à offrir des efficacités plus élevées à des coûts de fabrication inférieurs comparativement aux PV en silicium conventionnels, ainsi que par sa compatibilité avec des substrats flexibles et légers.
Les projections de revenus sont également solides. En supposant une réduction progressive du coût nivelé de l’électricité (LCOE) et des prix des modules, le marché des PV en pérovskite pourrait générer des revenus annuels dans une fourchette de 3 à 6 milliards de dollars d’ici 2030. Cette perspective est soutenue par des investissements continus d’entreprises telles que First Solar, qui, bien que principalement axée sur le cadmium tellurure à film mince, a montré de l’intérêt pour les matériaux PV de nouvelle génération, et Hanwha Solutions, un important fabricant mondial de solaire explorant l’intégration tandem pérovskite-silicium.
En regardant vers l’avenir, la trajectoire du marché dépendra de la commercialisation réussie de modules en pérovskite stables et à haute efficacité, de l’établissement de chaînes d’approvisionnement robustes pour les matériaux précurseurs et de la résolution des préoccupations réglementaires et environnementales. Avec un élan fort provenant à la fois des fabricants de PV établis et des startups innovantes, l’ingénierie des dispositifs photovoltaïques en pérovskite est prête à devenir une force transformante dans l’industrie solaire au cours des cinq prochaines années.
Applications émergentes : Du secteur utilitaire à l’électronique flexible
L’ingénierie des dispositifs photovoltaïques en pérovskite passe rapidement de l’innovation à l’échelle laboratoire à des applications réelles, 2025 marquant une année charnière tant pour le déploiement à l’échelle des services publics que pour l’électronique flexible. Les propriétés optoélectroniques uniques des matériaux en pérovskite—tels que des coefficients d’absorption élevés, des bandes de transition réglables et la possibilité de fabrication par solution—permettent une nouvelle génération de technologies solaires qui répondent aux limitations des photovoltaïques en silicium traditionnels.
Dans le secteur des services publics, plusieurs entreprises font progresser les modules tandem pérovskite-silicium, visant à dépasser le plafond d’efficacité du silicium conventionnel. Oxford PV, une entreprise germano-britannique, est à l’avant-garde, ayant annoncé des plans pour commercialiser des modules tandem avec des efficacités certifiées supérieures à 28 %. Leur ligne de production pilote en Allemagne devrait prendre de l’ampleur en 2025, visant une intégration dans de grandes fermes solaires. De même, Meyer Burger Technology AG, un fabricant suisse, collabore avec des innovateurs en pérovskite pour adapter ses lignes de production de modules en silicium établies aux architectures tandem, avec des projets pilotes anticipés dans les prochaines années.
Au-delà du secteur utilitaire, les photovoltaïques en pérovskite ouvrent de nouvelles applications dans les électroniques flexibles et légères. La fabrication à basse température et basée sur des solutions des films de pérovskite permet un dépôt sur des substrats en plastique, rendant possible la fabrication roll-to-roll. GCL Technology Holdings, une grande entreprise solaire chinoise, a annoncé des initiatives de R&D axées sur des modules pérovskite flexibles pour les photovoltaïques intégrés aux bâtiments (BIPV) et l’énergie portable. Pendant ce temps, Hanwha Solutions explore l’intégration de la pérovskite pour des panneaux solaires semi-transparents et flexibles, ciblant des applications dans les véhicules électriques et l’électronique grand public.
Les prochaines années verront également des dispositifs en pérovskite entrer dans des marchés de niche tels que les photovoltaïques intérieurs, où leur haute performance dans des conditions de faible luminosité est avantageuse. Des entreprises comme Solaronix développent des solutions à base de pérovskite pour alimenter des capteurs IoT et des dispositifs intelligents, tirant parti de l’absorption réglable du matériau pour la collecte de lumière ambiante.
Malgré ces avancées, des défis subsistent pour augmenter la production tout en assurant la stabilité à long terme et la sécurité environnementale. Les consortiums industriels et les organismes de normalisation, tels que le programme de systèmes photovoltaïques de l’Agence internationale de l’énergie (IEA PVPS), travaillent activement sur des protocoles de test de fiabilité et d’évaluation du cycle de vie, qui devraient façonner les voies de commercialisation jusqu’en 2025 et au-delà.
Dans l’ensemble, l’ingénierie des dispositifs photovoltaïques en pérovskite est prête à diversifier le marché solaire, 2025 marquant l’émergence à la fois de modules utilitaires hautement efficaces et de produits spécifiques à des applications flexibles. Les années à venir seront critiques pour démontrer la durabilité, l’évolutivité de la fabrication et établir la pérovskite comme une technologie photovoltaïque courante.
Perspectives d’avenir : Défis, opportunités et feuille de route vers la commercialisation
L’avenir de l’ingénierie des dispositifs photovoltaïques en pérovskite en 2025 et dans les années à venir est marqué à la fois par une promesse significative et des défis notables. Alors que la technologie mûrit, l’industrie assiste à une transition des percées à l’échelle laboratoire à la fabrication à l’échelle pilote et aux premiers déploiements commerciaux. Les principaux défis restent dans les domaines de la stabilité opérationnelle à long terme, de l’uniformité à grande surface et de l’atténuation de la toxicité du plomb, tous critiques pour une adoption généralisée.
Un des obstacles techniques les plus pressants est l’amélioration de la durabilité des cellules solaires en pérovskite dans des conditions réelles. Bien que les dispositifs de laboratoire aient dépassé 25 % d’efficacité de conversion d’énergie, maintenir cette performance pendant plus de 20 ans, comme l’exige les modules solaires commerciaux, est encore en cours d’investigation active. Des entreprises telles que Oxford PV sont à l’avant-garde, ayant annoncé des lignes de production pilotes pour des cellules tandem pérovskite-silicium, et ciblent des durées de vie de module qui respectent ou dépassent les normes de l’industrie actuelles. Leur feuille de route comprend l’augmentation de la fabrication à l’échelle gigawatt dans les prochaines années, conditionnée par des améliorations supplémentaires en matière d’encapsulation et d’ingénierie des matériaux.
Une autre opportunité réside dans les propriétés uniques des pérovskites, qui permettent des modules flexibles, légers et semi-transparents. Cela ouvre de nouveaux marchés dans les photovoltaïques intégrés aux bâtiments (BIPV) et l’énergie portable. Saule Technologies développe activement des panneaux pérovskites flexibles pour des applications commerciales et architecturales, avec des installations pilotes déjà en cours. L’accent de l’entreprise sur les techniques de fabrication roll-to-roll devrait faire baisser les coûts et faciliter une adoption massive.
Du côté de la chaîne d’approvisionnement et de la fabrication, la feuille de route vers la commercialisation implique l’établissement de processus robustes et évolutifs. Hanwha Solutions et Meyer Burger Technology AG ont tous deux annoncé des investissements dans la recherche sur la pérovskite et les lignes pilotes, visant à intégrer des couches de pérovskite avec la production de modules en silicium existants. Cette approche hybride tire parti des infrastructures établies tout en accélérant l’entrée sur le marché de modules tandem à haute efficacité.
En regardant vers l’avenir, des organismes industriels tels que l’Agence internationale de l’énergie mettent en avant le besoin de protocoles de test standardisés et d’évaluations du cycle de vie pour traiter les préoccupations environnementales et de sécurité, notamment concernant la teneur en plomb. Les prochaines années verront probablement une collaboration accrue entre les fabricants, les fournisseurs de matériaux et les agences de réglementation pour développer des stratégies de recyclage et d’atténuation.
En résumé, la commercialisation des photovoltaïques en pérovskite d’ici 2025 et au-delà dépend de la surmontée des défis de stabilité et environnementaux, de l’évolutivité de la fabrication et de l’exploitation de nouveaux domaines d’application. Avec un investissement continu et une collaboration intersectorielle, l’ingénierie des dispositifs pérovskites est prête à jouer un rôle transformateur dans l’industrie solaire mondiale.
Sources & Références
- Oxford PV
- Meyer Burger Technology AG
- SolarPower Europe
- Microquanta Semiconductor
- Saule Technologies
- First Solar
- JinkoSolar
- Agence internationale de l’énergie
- LONGi Green Energy Technology Co., Ltd.
- Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire ISE
- Commission européenne
- TÜV Rheinland
- Solaronix
