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Mis à jour le 7 novembre 2025
Le marché du photovoltaïque est dominé par le silicium, mais une nouvelle technologie pourrait tout changer : les cellules pérovskite.
Contrairement à une idée reçue, la pérovskite n’est pas un matériau unique mais une structure cristalline spécifique, de type ABX₃, capable d’accueillir une grande variété de matériaux. Ce cadre flexible lui confère des propriétés de conversion de la lumière exceptionnelles, suscitant un immense intérêt dans la recherche en énergie solaire.
QU’EST-CE QU’UNE CELLULE SOLAIRE PÉROVSKITE ET COMMENT FONCTIONNE-T-ELLE ?
Les cellules solaires pérovskite reposent sur le même principe fondamental que toutes les cellules photovoltaïques : convertir la lumière du soleil en électricité. Ce qui change, c’est la base des matériaux utilisés et la manière dont ils absorbent et transportent les charges électriques.
UNE STRUCTURE CRISTALLINE AU CŒUR DU RÉACTEUR
La structure ABX₃ typique de la pérovskite associe un cation organique (A), un métal (B, souvent le plomb ou l’étain) et un halogène (X).
Autrement dit, c’est une sorte de “grille” où ces trois éléments s’assemblent comme des briques dans un cube. Ce mélange bien organisé permet de capter efficacement la lumière du soleil et de la transformer en électricité.
C’est cette architecture qui confère à la pérovskite une capacité exceptionnelle à absorber la lumière visible et à générer efficacement des charges électriques. Grâce à cette propriété unique, une fine couche suffit pour capter une grande partie du spectre solaire, ce qui réduit le coût et augmente le rendement potentiel des cellules.
LE FONCTIONNEMENT EN “COUCHES”
Une cellule pérovskite fonctionne comme un “sandwich” composé de plusieurs couches :
- La couche de pérovskite, qui absorbe la lumière et libère des électrons et des trous.
- Des couches de transport spécifiques pour diriger ces charges vers les électrodes.
- Les électrodes collectent enfin le courant électrique.
Ce principe est similaire à celui d’une cellule en silicium, mais avec des matériaux plus simples à produire et une conversion de la lumière plus efficace sur une épaisseur bien moindre.
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RENDEMENT DES CELLULES PÉROVSKITE : LE GRAND ATOUT
Le rendement des panneaux solaires est la raison principale pour laquelle les chercheurs du monde entier s’intéressent à cette technologie.
UNE EFFICACITÉ DE CONVERSION RECORD EN LABORATOIRE
En laboratoire, les cellules pérovskite atteignent aujourd’hui des rendements de plus de 25 %, rivalisant directement avec les meilleurs panneaux en silicium. Cette performance s’explique par leur capacité d’absorption très large, couvrant une grande partie du spectre lumineux. Leur faible épaisseur et la pureté de leur structure permettent une conversion énergétique optimale, avec un coût de production bien inférieur.
LE DÉVELOPPEMENT DES CELLULES “TANDEM” (PÉROVSKITE + SILICIUM)
Le futur proche du solaire se nomme tandem. Dans ces cellules hybrides, une couche de pérovskite est placée au-dessus d’une cellule en silicium.
La pérovskite capture les longueurs d’onde courtes (lumière visible) tandis que le silicium absorbe les plus longues (infrarouge). Cette synergie permet d’atteindre des rendements supérieurs à 30 %, un bond considérable dans la production d’énergie solaire. Les premiers panneaux tandem sont déjà en phase de pré-commercialisation.
AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS : LA PÉROVSKITE FACE AU SILICIUM
Les cellules pérovskite pourraient bouleverser l’industrie solaire, mais la stabilité reste leur principal défi.
LES 4 GRANDS AVANTAGES DE LA PÉROVSKITE
-
Coût de production : les matériaux de base sont peu chers et la fabrication se fait à basse température, souvent par des procédés d’impression.
-
Rendement : le potentiel de conversion est très élevé, surtout en tandem.
-
Flexibilité : les cellules peuvent être déposées sur des supports souples, idéales pour les applications intégrées (vêtements, objets connectés, bâtiments).
-
Légèreté : la couche active est extrêmement fine, permettant des panneaux ultralégers.
COMPARAISON DIRECTE : PÉROVSKITE VS SILICIUM
| Critère | Cellule Pérovskite | Cellule Silicium |
|---|---|---|
| Technologie | Nouvelle génération, structure cristalline ABX₃ | Mature, monocristallin ou polycristallin |
| Rendement en laboratoire | >25 % (jusqu’à 30 % en tandem) | 22–26 % |
| Coût de fabrication | Faible (procédés à basse température) | Élevé (haute température, wafers) |
| Flexibilité | Oui | Non |
| Stabilité | Faible à moyenne | Excellente |
| Durée de vie | 2 à 5 ans actuellement | 25 à 30 ans |
| Matériaux | Halogénures de plomb ou d’étain | Silicium pur |
| Développement | En phase de recherche avancée | Marché mondial établi |
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LES DÉFIS MAJEURS : STABILITÉ ET DURABILITÉ DES PÉROVSKITES
Malgré leurs performances, les cellules pérovskite souffrent de problèmes de stabilité qui freinent leur déploiement commercial.
LE PROBLÈME DE LA STABILITÉ : L’ENNEMI N°1
Les cellules se dégradent rapidement sous l’effet de l’humidité, de l’air ou de la chaleur. Ces facteurs détruisent la structure cristalline et diminuent drastiquement le rendement.
Les chercheurs travaillent à améliorer l’encapsulation et la composition chimique pour renforcer cette stabilité, condition indispensable à leur industrialisation.
LA QUESTION DE LA DURÉE DE VIE
Aujourd’hui, une cellule pérovskite tient quelques années tout au plus, contre 25 à 30 ans pour une cellule silicium. Ce faible développement dans la durabilité reste l’un des grands obstacles avant une adoption massive.
LES MATÉRIAUX TOXIQUES (PLOMB)
Les pérovskites les plus performantes contiennent du plomb, un métal toxique qui pose un problème environnemental et réglementaire.
Des pistes de substitution à base d’étain ou d’autres métaux sont explorées, mais elles présentent encore un rendement plus faible et une stabilité inférieure.
QUEL AVENIR POUR LES CELLULES SOLAIRES PÉROVSKITE ?
Les cellules pérovskite représentent une révolution technologique potentielle pour le photovoltaïque. Leur rendement record, leur coût faible et leur flexibilité en font une solution prometteuse.
Cependant, les défis de stabilité, de durabilité et d’impact environnemental restent à surmonter.
À court terme, la voie la plus réaliste est celle des cellules tandem Silicium–Pérovskite, qui combinent la robustesse éprouvée du silicium et les performances de la pérovskite.
Les premiers panneaux solaires de ce type commencent à apparaître sur le marché, marquant une nouvelle étape du développement de l’énergie solaire mondiale.
QUESTIONS FRÉQUENTES (FAQ) SUR LA TECHNOLOGIE PÉROVSKITE
Quel est le rendement réel d’un panneau solaire pérovskite ?
Pour l’instant, les rendements commerciaux restent modestes, car la stabilité n’est pas encore suffisante. Les chiffres de plus de 25 % concernent les tests en laboratoire ou les cellules tandem.
La pérovskite est-elle plus performante que le silicium ?
En théorie, oui, notamment en tandem. Mais en pratique, le silicium reste largement supérieur pour la durée de vie et la fiabilité des panneaux photovoltaïques.
Quels matériaux composent une cellule pérovskite ?
Principalement des halogénures métalliques (souvent à base de plomb ou d’étain) et des composés organiques. Ces éléments forment la structure cristalline ABX₃ à la base de cette technologie solaire de nouvelle génération.
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