Les panneaux solaires dotés de cellules fabriquées avec un matériau appelé pérovskite sont la prochaine grande nouveauté depuis ce qui semble être très longtemps. À quel level sommes-nous sur le level de voir des modules de pérovskite sur les toits résidentiels ?
Qu’est-ce que la pérovskite ?
La pérovskite est un oxyde de calcium et de titane découvert en Russie dans les années 1800 par le scientifique allemand Gustavus Rose et nommé d’après un minéralogiste russe. On le trouve également naturellement ailleurs – aux États-Unis, en Suisse et en Italie. Mais d’autres composés contiennent également une construction cristalline de pérovskite, et ces matériaux peuvent être fabriqués synthétiquement à l’aide de méthodes de fabrication peu coûteuses.
Les matériaux perovskites ont des attributs semi-conducteurs, ce qui en fait un candidat idéal pour la fabrication de panneaux solaires.
Avantages de la pérovskite
Le silicium, matériau éprouvé et fiable, est depuis de nombreuses années le matériau de choix pour les panneaux solaires produits commercialement. Mais nous approchons des limites de ce qui peut être réalisé en termes d’efficacité de conversion, qui est estimée par certains à 31 % pour une cellule commonplace.
Mais les cellules pérovskites promettent :
- Une meilleure efficacité de conversion de la lumière solaire. Elles peuvent absorber un spectre de lumière solaire plus giant que les cellules solaires en silicium, y compris le proche infrarouge.
- « Accordabilité » : la capacité à capturer des events spécifiques du spectre solaire.
- Fabrication utilisant diverses methods, dont l’impression jet d’encre.
- Méthodes de manufacturing peu coûteuses et évolutives.
- Fabriquer avec des matériaux abondants ; bien que certaines choices soient problématiques (comme le plomb).
- Cellules légères pouvant intégrer un haut degré de flexibilité.
- Choices de combinaison avec des cellules solaires au silicium pour créer des dispositifs tandem et multi-jonctions.
- Moins d’énergie nécessaire à la manufacturing.
Moins cher, polyvalent et plus efficace : il y a beaucoup à apprécier dans la pérovskite. Mais …
La dégradation, un défi majeur
Je me souviens avoir été enthousiasmé par le potentiel de la pérovskite au début. Mais à l’époque et dans les années qui ont suivi, toutes les recherches publiées indiquaient des problèmes de dégradation rapide, ce que l’on ne souhaite pas dans un panneau solaire qui va rester sur un toit ou dans un enclos pendant des décennies. Les premiers appareils commençaient à se dégrader en quelques heures ou quelques jours seulement dans certaines situations. Ils étaient très sensibles à l’humidité, aux températures élevées, aux rayons UV et à la migration des ions.
Toutes ces questions ont été un impediment à l’accord, mais les chercheurs ont persisté, soutenus par des poignées d’argent pour continuer à bidouiller. Ici en Australie, l’Agence australienne des énergies renouvelables (ARENA) a distribué des tens of millions de {dollars} depuis environ 2015 à des projets de pérovskite.
Où en est la recherche aujourd’hui ?
Au cours des dernières années, les développements de la technologie solaire à base de pérovskite se sont accélérés et certains grands acteurs de l’industrie photovoltaïque sont désormais fortement impliqués.
Des methods d’encapsulation efficaces ont été développées pour protéger les cellules solaires à pérovskite de l’humidité et de l’oxygène. La stabilité thermique a été améliorée, tout comme le problème de la migration des ions. D’autres additifs et améliorations ont également été développés pour lutter contre la dégradation.
Au cours des derniers mois, nous avons eu droit à une obscure de nouvelles sur ce sujet. Un exemple très récent est celui de Longi, une société chinoise, qui a annoncé ce qu’elle a déclaré être un nouveau report mondial d’efficacité de 30,1 % pour une cellule solaire tandem silicium-pérovskite de taille M6. Et cela pourrait ne pas durer longtemps automotive la limite d’efficacité théorique des cellules solaires tandem silicium-pérovskite monocristallines est de 43 %.
Le mois dernier également, le Royaume-Uni Oxford PV a déclaré avoir atteint un report mondial de 26,9 % d’efficacité de conversion de module avec un panneau solaire résidentiel de 60 cellules, basé à nouveau sur des cellules tandem silicium-pérovskite. À titre de comparaison, les panneaux solaires premium en silicium uniquement ont une efficacité d’environ 23 %. Même les panneaux bon marché de bonne qualité atteignent aujourd’hui environ 21 à 22 %.
Quand les panneaux solaires Perovskite seront-ils disponibles ?
Il semble possible que les premiers produits commercialisés seront des panneaux solaires utilisant des cellules tandem silicium-pérovskite. Oxford PV affirme avoir la première ligne de manufacturing en série de ces cellules et prévoit de passer à des volumes de l’ordre du gigawatt dans les prochaines années.
Plusieurs autres sociétés prévoient de lancer la manufacturing commerciale cette année. Mais aucun plan ne survit au contact avec l’ennemi et il reste à voir si vous serez en mesure de récupérer un panneau utilisant la technologie pérovskite sous une forme ou une autre en 2024. Nous sommes à la moitié de l’année et je n’en ai pas encore repéré.
En ce qui concerne les problèmes de dégradation, si les panneaux solaires en pérovskite sont assortis d’une garantie de efficiency commonplace de 25 ans, les fabricants devront être très sûrs des allocations de dégradation pour s’assurer qu’ils n’auront pas une pile de réclamations au titre de la garantie à l’avenir.
Peut-être que j’ai été un peu rebuté par le battage médiatique « bientôt » des premiers jours, mais si/quand des panneaux solaires en pérovskite seront disponibles pour les installations résidentielles, je vous laisserai commencer. Vous êtes les bienvenus.
Si vous souhaitez approfondir vos connaissances sur la pérovskite, voici un bon début. Je dois admettre que lorsque j’essaie de comprendre le technobabillement des pérovskites, mes yeux ont tendance à s’éblouir et mon esprit s’échappe vers un complexe fortifié sur une île tropicale où Gillian Anderson me nourrit de raisins épluchés.
Alternativement, pour découvrir les modules en silicium conventionnels que vous pouvez acheter dès maintenant, comparez ici les spécifications et les prix des panneaux solaires.
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