La pérovskite, le matériau miracle des alchimistes suisses du photovoltaïque

Des chercheurs suisses du CSEM développent une nouvelle technologie pour capter l'énergie solaire afin de rendre les cellules plus efficientes et plus avantageuses. Trois organisations suisses ont démarré avec leurs neuf partenaires internationaux un projet européen de recherche qui vise à développer une nouvelle génération de cellules photovoltaïques. Ces cellules utiliseront la technologie photovoltaïque à base de pérovskite*, une technologie qui pourrait se révéler très efficiente et moins chère qu'aujourd'hui. Le CSEM coordonne ce projet baptisé CHEOPS et devisé à 5 millions d'euros.

La technologie photovoltaïque à base de pérovskite fait référence à une nouvelle catégorie de matériaux dotés d'une structure cristalline particulière. Elle présente de belles perspectives d'avenir en termes de coûts de fabrication et d'efficience. Aujourd'hui, cette technologie ne s'applique que pour des petites surfaces produites en laboratoire avec une durée de vie limitée. Le projet CHEOPS ambitionne de développer cette innovation afin de permettre à l'économie et à la société d'en profiter. Les partenaires impliqués dans le projet vont chercher à améliorer la technologie actuelle en développant une cellule tandem dont la partie supérieure sera composée de pérovskite, mais dont la base restera en silicium.

Passer du laboratoire à l'industrie

« En tant que chercheur, on ressent un énorme enthousiasme en atteignant une efficience record avec une cellule d'un millimètre carré », relève Sylvain Nicolay, responsable des revêtements photovoltaïques au PV-centre du CSEM et coordinateur du projet CHEOPS. « Nous avons toutefois besoin de modules d'au moins 15 centimètres sur 15 centimètres pour convaincre l'industrie du potentiel de cette technologie et nous devons garantir leur stabilité à long terme ». Un autre objectif du projet est de permettre de produire facilement ces cellules dans l'environnement industriel actuel.

Le meilleur de deux mondes : des cellules tandem

Les chercheurs s'orientent vers des cellules tandem composées d'une cellule en silicium cristallin et d'une autre en pérovskite. « De telles cellules peuvent capter un spectre de lumière plus large que les cellules simples, ce qui devrait pousser leur rendement vers les 30% », explique Christophe Ballif, directeur du PV-centre du CSEM. A plus long terme, les capacités de production actuelles, conçues pour le silicium, n'auront peut-être besoin que d'adaptations mineures pour être en mesure de produire ces nouvelles cellules. La couche en pérovskite sera simplement ajoutée à la cellule conventionnelle afin d'agir comme un « booster » d'efficacité.

Contribuer à la « démocratisation » de l'énergie solaire

Le CSEM et ses partenaires se réjouissent d'unir leurs efforts au sein de ce projet européen, forts de la conviction qu'il est essentiel d'améliorer inlassablement l'attractivité de l'énergie solaire en abaissant son coût et améliorant son rendement. La technologie photovoltaïque à base de pérovskite peut permettre un pas important en ce sens, un véritable gap technologique tout en offrant de précieuses nouvelles opportunités de développement pour les entreprises actives dans ce secteur.

*Du nom d'un minéralogiste russe, la pérovskite est un matériau créé par les chimistes dans les années 80, à partir d'un cristal présent dans certaines roches. Elle présente des propriétés exceptionnelles et très variées.

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