Cellules tandem Pérovskite / Silicium cristallin made in France : Recherche – Développement – Ligne Pilote

Les cellules solaires à base de matériaux ayant une structure cristalline de type pérovskite ont révolutionné la recherche dans le photovoltaïque et sont aujourd’hui proches de la commercialisation. Leur rendement est passé rapidement de 3,5% (2009) à plus de 25% en 2024. Cela fait de la pérovskite le rival de technologies couches minces établies (CIGS, CdTe) et la rapproche des records du silicium cristallin. L’abondance des matériaux constitutifs et le dépôt peu couteux par des techniques proches de l’impression telles que l’enduction rendent cette filière attractive et compétitive industriellement. Les deux principaux verrous à son succès sont la réalisation de dépôts de

Le programme IMPACTS

IMPACTS vise à développer des cellules tandem pérovskite/Si avec une configuration 4T ou les deux cellules sont couplées optiquement mais indépendantes électriquement, ce qui permet de focaliser nos efforts sur les cellules pérovskite semi-transparentes. Au sein de ce programme de nombreuses actions sont entreprises pour produire des mini-modules pérovskite dont les étapes de fabrication sont compatibles avec un transfert industriel. C’est ainsi qu’une ligne de base a été figée, permettant de tracer l’évolution des rendements en identifiant les verrous et en améliorant les performances. Le programme inclut également des actions pour comprendre et limiter les phénomènes de dégradation qui apparaissent au cours du temps (évolution de la composition de la pérovskite, phénomènes d’interface…) qui sont gérés par i) des solutions de passivation des joints de grain de la pérovskite grâce à des formulations d’encre améliorées et ii) des méthodes d’encapsulation efficaces qui évitent la pénétration de l’humidité dans la partie active des modules. Trois résultats illustrent les avancées de l’IPVF :

• Production de mini-modules semi-transparents avec des rendements moyens de 15,6 %.
• Record de stabilité sur mini-modules pérovskite, avec plus de 4 500 h en conditions extérieures.
• Record de stabilité sur cellules pérovskite, avec plus de 14 000 h en conditions extérieures.

Le programme STaFF

En 2024, l’IPVF et Voltec Solar ont lancé en partenariat le programme STaFF, lauréat de l’AAP DEMO TASE de France 2030 et GLI Région Ile-de-France. Son objectif est de transférer la technologie tandem Pérovskite/Silicium vers l’industrie. La première phase du projet (2024-2027) vise à développer des démonstrateurs de modules tandem pérovskite/silicium de 60 x 30 cm, avec une performance cible de 26 %. Leur conception et les tests associés permettront d’orienter les choix technologiques en vue d’une production industrielle. Pour y parvenir, une ligne pilote est en cours d’installation à l’IPVF.