Une équipe de chercheurs internationaux dirigée par l’institut belge Imec affirme avoir atteint une efficacité de 25 % avec une cellule solaire à couche mince à base de pérovskite.
« Avec ces cellules solaires à couches minces, pour la première fois, nous sommes vraiment compétitifs dans le secteur des panneaux solaires traditionnels », a déclaré Bart Vermang, chercheur à l’Imec, l’institut de recherche VITO et l’Université Hasselt en Belgique. « L’amélioration a été réalisée par nos partenaires Empa et Solliance », a-t-il déclaré à pv magazine, faisant référence respectivement aux Laboratoires fédéraux suisses pour la science et la technologie des matériaux et au consortium Solliance dont l’Imec et l’Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique appliquée (TNO) sont membres.
Le consortium Percistand, financé par l’Union européenne, qui a réalisé cette performance, comprend des organismes des Pays-Bas, d’Allemagne, de Suisse, de France, de Chine, d’Australie et des États-Unis.
Les chercheurs ont utilisé deux matériaux superposés dans le dispositif record. « Ces dernières semaines, nous avons combiné les meilleures cellules inférieure et supérieure, c’est ainsi que nous avons déjà atteint le niveau d’efficacité élevé de 25 % », a déclaré le groupe, sans fournir de détails sur la technologie cellulaire.
Les chercheurs ont seulement indiqué que la cellule avait une surface de 1 cm² et était basée sur un wafer fin. Il n’est pas clair si les résultats ont été certifiés par un organisme indépendant.
La prochaine ambition
Avec un objectif annoncé de 30 % d’efficacité – « nous y arriverons certainement », a déclaré Vermang – le groupe a admis qu’il était toujours à la recherche d’une méthode rentable pour combiner les deux couches cellulaires.
L’efficacité de conversion revendiquée est plus élevée que les 24,6 % annoncés en septembre 2018 pour une cellule solaire CIGS tandem à base de pérovskite, a déclaré le service de presse de l’Imec à pv magazine. Ce dispositif de 0,5 cm² consistait en une cellule à pérovskite associée à un dispositif CIGS développé par le Centre allemand de recherche sur l’énergie solaire et l’hydrogène (ZSW), également partenaire de Percistand.
En septembre, le ZSW et les partenaires de Percistand, le fabricant de modules CIGS NICE Solar Energy et du Karlsruhe Institute of Technology (KIT), ont annoncé un plan visant à concevoir des modules photovoltaïques tandem basés sur le CIGS et la pérovskite, qui pourraient théoriquement atteindre des rendements bien supérieurs à 30 %. Ulrich Paetzold, un chef de groupe de recherche junior au KIT déclarait à l’époque : « Les domaines d’application prometteurs sont, par exemple, les modules solaires à haut rendement pour les solutions intégrées au bâtiment. »
Repères précédents
Cette annonce fait suite à la confirmation de l’efficacité de 21,5 % d’une double cellule à couche mince, en un seul empilement de cellules solaires tandem à quatre bornes, par l’institut de recherche néerlandais-belge Solliance en janvier de l’année dernière. Cette cellule CIGS, basée sur une feuille en acier inoxydable légère et dotée d’un processus de pulvérisation cathodique à haut débit, a été développée par le spécialiste américain des couches minces MiaSolé Hi-Tech, une unité du fabricant chinois en difficulté Hanergy Group.
Le consortium Percistand, qui a obtenu 5 millions d’euros du fonds européen de recherche et d’innovation Horizon 2020, compte parmi ses membres l’Imec, le VITO, l’Université de Hasselt, l’Empa, le TNO, le ZSW, le KIT, Solar Switzerland, l’Université nationale australienne et le National Renewable Energy Laboratory des États-Unis. Les autres membres sont le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) – IPVF ; l’alliance Energyville (qui comprend l’université néerlandaise KU Leuven aux côtés de l’imec, du VITO et de l’université de Hasselt) ; et NICE Solar Energy, qui comprend le fabricant allemand d’équipements à couches minces Manz AG, l’entreprise publique China Energy Group, Shanghai Electric et le Beijing Future Science Park Development Group.
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