Un an d’essais sur des modules solaires en pérovskite montre une stabilité extérieure prometteuse

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D’après pv magazine International

Une équipe de chercheurs du Centre commun de recherche (JRC) de la Commission européenne a évalué pendant douze mois les performances de deux types de modules photovoltaïques en pérovskite à jonction unique. Elle conclut que les essais ont fourni des « résultats stables ».

« Nous pensons que ce test a livré des résultats prometteurs pour les modules solaires en pérovskite, a déclaré la chercheuse principale Hanna Ellis à pv magazine. Il faut garder à l’esprit que toute nouvelle technologie présente des défis lors de son premier déploiement. Pour évaluer correctement la technologie pérovskite, davantage d’études indépendantes sur les performances en extérieur de modules commerciaux sont nécessaires. »

« Dans cet article, nous avons cherché à répondre à deux enjeux : démontrer que nous sommes capables de réaliser une caractérisation répétable et fiable des modules en pérovskite, et vérifier leur capacité à maintenir ce niveau de performance en conditions réelles. Nous considérons que la caractérisation initiale constitue le résultat le plus important pour la commercialisation de cette technologie, tandis que la stabilité à plus long terme apparaît très prometteuse », a-t-elle ajouté.

L’équipe a mis au point une nouvelle méthodologie de préconditionnement pour la caractérisation électrique. Elle repose sur une approche dite de « light soaking » (exposition prolongée à la lumière), similaire à celle utilisée pour les technologies photovoltaïques conventionnelles, et jugée adaptée aux modules commerciaux en pérovskite.

Approfondir les recherches

Dans l’étude intitulée “Mesures en extérieur de modules en pérovskite“, publiée dans la revue Progress in Photovoltaics, les chercheurs expliquent que l’effet de « light soaking » (LSE) constitue l’un des principaux facteurs influençant la stabilité thermique des cellules et modules en pérovskite. Cet effet peut modifier le rendement, le courant de court-circuit et la tension en circuit ouvert sous illumination constante, car l’exposition lumineuse active des processus physiques et chimiques lents à l’intérieur du dispositif.

« Le phénomène de LSE limite la fiabilité des mesures et des modélisations de la puissance produite par les cellules en pérovskite. La recherche s’attache donc à mieux comprendre ses mécanismes et à développer des stratégies pour en atténuer les effets », soulignent les auteurs.

Les essais ont été menés sur deux modules en pérovskite verre-verre orientés plein sud, d’une surface de 0,7164 m², installés en extérieur sur le site d’essais photovoltaïques européen (ESTI) à Ispra, dans le nord de l’Italie, entre juin 2024 et juin 2025. Les panneaux, montés sur des structures fixes inclinées à 45°, étaient référencés YZ517 et YZ518. Un troisième module de référence, YZ519, a également été utilisé lors des protocoles de mesure.

Avant leur installation en extérieur sous lumière naturelle, les modules avaient été caractérisés en laboratoire sous éclairage simulé. Les chercheurs ont utilisé un capteur ESTI, un anémomètre, des sondes de température, un pyranomètre ainsi que des instruments de surveillance classiques.

Les résultats montrent que le module YZ518 a subi une dégradation importante, son rendement chutant sous les 7 % en mai 2025 par rapport à sa valeur initiale mesurée en intérieur. À l’inverse, le module YZ517 s’est révélé plus stable, affichant encore un rendement compris entre 12 et 13 % en mai 2025, après avoir dépassé 15 % en juin-juillet 2024. Il a toutefois présenté une variation saisonnière marquée : baisse de performance en hiver, puis reprise au printemps. Globalement, il a démontré une performance jugée « stable » et a donc été retenu pour des analyses complémentaires en fonction de l’irradiation, de la température et du moment de la journée.

Ces analyses indiquent qu’en période estivale chaude, après plusieurs jours ensoleillés, le module YZ517 atteignait des rendements plus élevés le matin, lorsque les températures étaient plus basses, qu’en après-midi pour un niveau d’irradiation comparable. Des effets saisonniers ont néanmoins été observés : lors de journées ensoleillées en novembre et décembre, après des périodes nuageuses, des écarts sont apparus, le rendement de l’après-midi dépassant parfois celui du matin à irradiation similaire.

« Une année d’exploitation en extérieur constitue une étape importante. Toutefois, des études supplémentaires et une exposition sur des périodes plus longues sont nécessaires pour approfondir notre compréhension et valider davantage la technologie », conclut Hanna Ellis. Des travaux complémentaires devront notamment préciser l’influence de l’irradiation, de la température et des conditions météorologiques saisonnières sur les performances des cellules solaires en pérovskite.

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