Table des matières
- Résumé exécutif : aperçu 2025 & points clés
- Fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée : technologies et processus clés
- Acteurs majeurs et entreprises pionnières (2025—2029)
- Progrès en science des matériaux : Efficacité, stabilité et évolutivité
- Avancées de fabrication : De la recherche aux capacités de production en gigawatts
- Taille du marché, prévisions de croissance et tendances régionales (2025–2029)
- Paysage concurrentiel : Acteurs établis vs. Innovateurs en pérovskite
- Considérations sur la chaîne d’approvisionnement et les matières premières
- Conducteurs réglementaires, de normalisation et de durabilité
- Perspectives d’avenir : potentiel disruptif, défis et applications de nouvelle génération
- Sources & Références
Résumé exécutif : aperçu 2025 & points clés
En 2025, la fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée (PSC) se trouve à un tournant critique entre des avancées de recherche avancées et le début de la fabrication à l’échelle commerciale. Au cours de l’année passée, le secteur a connu des avancées notables tant en termes d’efficacité des dispositifs que d’évolutivité des processus, propulsées par des efforts de collaboration entre institutions de recherche et acteurs de l’industrie. Les efficacités de conversion d’énergie des cellules solaires en pérovskite à l’échelle laboratoire ont désormais régulièrement dépassé 25 %, s’approchant de la performance des photovoltaïques en silicium conventionnels, avec des structures tandem pérovskite-silicium dépassant même 29 % lors de tests certifiés (Helmholtz-Zentrum Berlin).
En termes de fabrication, 2025 a marqué un tournant, passant principalement de techniques de spin-coating et de dépôt de vapeur à des méthodes évolutives telles que le revêtement à filière et l’impression à jet d’encre, permettant la production de modules de grande surface. Des entités industrielles, y compris Oxford PV et Meyer Burger Technology AG, ont avancé avec des lignes pilotes pré-commerciales, démontrant la fabrication semi-automatisée de modules tandem pérovskite-sur-silicium. Ces efforts sont soutenus par des investissements dans l’équipement de traitement roll-to-roll et les technologies d’encapsulation, visant à résoudre la stabilité et la sensibilité à l’humidité des couches de pérovskite.
Des chaînes d’approvisionnement pour des précurseurs critiques tels que l’iodure de plomb, le méthylammonium, et les sels de formamidinium sont mises en place en parallèle, avec des fournisseurs chimiques comme Merck KGaA élargissant leur offre pour répondre à la demande croissante en matériaux pérovskites de haute pureté. De plus, des progrès ont été réalisés dans la gestion des déchets de plomb et les protocoles de recyclage pour atténuer les préoccupations environnementales, une condition préalable à l’approbation réglementaire et à l’acceptation par le marché.
À l’avenir, les prochaines années verront probablement les premières lignes de production à l’échelle commerciale pour des modules tandem pérovskite-silicium en Europe et en Asie, avec plusieurs usines à grande échelle annoncées ou en construction (Oxford PV). Le consensus de l’industrie s’attend à ce que la durée de vie des modules et la stabilité opérationnelle respectent les normes de certification IEC, ouvrant la voie à une large adoption dans les installations sur toits et à grande échelle.
Points clés pour 2025 :
- L’efficacité des cellules en pérovskite à l’échelle laboratoire dépasse régulièrement 25 %, les modules tandem s’approchant de 30 %.
- La fabrication évolutive s’oriente vers des procédés à filière et roll-to-roll, avec des lignes pilotes opérationnelles.
- Les chaînes d’approvisionnement en matériaux et les pratiques de recyclage se développent pour répondre aux besoins environnementaux et réglementaires.
- Les premiers produits commerciaux sont attendus fin 2025–2026, l’Europe et l’Asie étant en tête du déploiement.
Fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée : technologies et processus clés
La fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée a connu une évolution rapide au cours de la dernière décennie, 2025 marquant une année pivot pour la transition de l’innovation à l’échelle laboratoire à un déploiement à l’échelle industrielle. Les technologies clés se concentrent sur les méthodes de dépôt évolutives, l’amélioration de la stabilité des matériaux et l’intégration avec l’infrastructure photovoltaïque (PV) existante.
Une tendance centrale en 2025 est l’avancement des techniques de fabrication évolutives qui permettent la création de films de pérovskite uniformes et de grande surface. Des techniques telles que le revêtement à filière, le revêtement à lame et l’impression à jet d’encre sont passées des lignes pilotes à une production semi-commerciale, avec des entreprises comme Oxford PV et Microquanta Semiconductor démontrant activement la fabrication à haut rendement des couches de pérovskite. Ces méthodes offrent des avantages en termes d’utilisation des matériaux et de compatibilité avec les processus roll-to-roll (R2R), essentiels pour réduire les coûts de production et augmenter le débit.
La stabilité des matériaux reste un point focal dans les processus de fabrication de 2025. Les avancées en matière d’encapsulation et l’utilisation de couches de transport de charge robustes ont considérablement amélioré la durée de vie opérationnelle des cellules solaires en pérovskite. Par exemple, Oxford PV a rapporté que les modules tandem pérovskite-sur-silicium respectent les normes de durée de vie de la Commission électrotechnique internationale (IEC), montrant une dégradation minimale après des milliers d’heures de tests accélérés. Ces réalisations sont soutenues par le développement de nouvelles techniques de passivation et l’incorporation d’additifs pour supprimer la migration des ions et l’infiltration d’humidité.
L’intégration avec les lignes de fabrication de PV en silicium existantes est une autre étape marquante de 2025. Les architectures tandem hybrides, où les couches de pérovskite sont déposées sur des cellules en silicium conventionnelles, sont mises à l’échelle par plusieurs acteurs de l’industrie. Hanwha Q CELLS et Meyer Burger Technology AG investissent activement dans l’adaptation de leurs lignes de production pour les modules tandem pérovskite-silicium, tirant parti de leurs chaînes d’approvisionnement établies et de leurs cadres de contrôle de la qualité.
À l’avenir, les perspectives pour la fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée se concentrent sur de nouvelles améliorations en termes de rendement, de productivité et de durabilité des dispositifs. Les collaborations industrielles et les efforts de normalisation, dirigés par des organisations telles que le Programme des Systèmes photovoltaïques de l’IEA (IEA-PVPS) et l’Association des industries de l’énergie solaire (SEIA), devraient accélérer l’adoption des meilleures pratiques et faciliter l’entrée sur le marché. D’ici 2027, la maturation de ces processus de fabrication pourrait permettre aux technologies PV en pérovskite de rivaliser directement avec les technologies silicium établies tant en termes d’efficacité que de coût, préparant ainsi le terrain pour un déploiement commercial généralisé.
Acteurs majeurs et entreprises pionnières (2025—2029)
À partir de 2025, le paysage de la fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée (PSC) est façonné par une combinaison de start-ups, de fabricants photovoltaïques établis et d’entreprises axées sur la recherche. Les acteurs clés passent des découvertes à l’échelle laboratoire à la fabrication à l’échelle industrielle, cherchant à résoudre la stabilité, l’évolutivité et les préoccupations environnementales tout en améliorant l’efficacité des dispositifs.
- Oxford PV reste à l’avant-garde de la commercialisation des cellules solaires tandem pérovskite-silicium. L’entreprise a intensifié sa ligne de fabrication en Allemagne, avec des plans pour fournir des modules dépassant 27 % d’efficacité. Les progrès d’Oxford PV sont suivis de près, car c’est l’un des premiers à passer de la technologie pérovskite à des lignes pilotes à une production à échelle gigawatt, ciblant à la fois des installations sur les toits et à grande échelle d’ici 2026. (Oxford PV)
- Saule Technologies, dont le siège est en Pologne, a été pionnière dans la fabrication à grande échelle de cellules solaires en pérovskite flexibles utilisant l’impression à jet d’encre. Saule a déployé des modules PSC semi-transparents pour les photovoltaïques intégrés au bâtiment (BIPV) et augmente sa production pour répondre à la demande croissante dans les marchés de la construction et de l’IoT en Europe. L’usine de fabrication de l’entreprise, en fonctionnement depuis 2022, continue d’augmenter sa capacité annuelle, avec une nouvelle expansion prévue d’ici 2027. (Saule Technologies)
- Hanwha Q CELLS et LONGi Green Energy Technology, tous deux leaders mondiaux du PV en silicium, ont investi dans des partenariats de R&D pour des modules tandem pérovskite-silicium. Hanwha Q CELLS a établi des centres de recherche en Europe et en Corée du Sud dédiés à l’intégration de pérovskite à grande échelle, visant un déploiement commercial avant 2028. La collaboration de LONGi avec des groupes académiques de premier plan se concentre sur la fabrication roll-to-roll et les méthodes d’encapsulation industrielles pour améliorer la durée de vie des modules pérovskite. (Hanwha Q CELLS; LONGi Green Energy Technology)
- Microquanta Semiconductor en Chine est l’une des premières entreprises à produire en masse des modules solaires en pérovskite en utilisant le revêtement à filière évolutif et l’encapsulation. Microquanta cible les centrales électriques à grande échelle et élargit sa capacité de production annuelle à plusieurs centaines de mégawatts d’ici 2027, reflétant un intérêt fort à la fois domestique et international. (Microquanta Semiconductor)
- Greatcell Energy en Australie a développé des formulations de pérovskite propriétaires et des techniques de fabrication évolutives, se concentrant à la fois sur les modules PV et les applications spécialisées telles que la collecte d’énergie portable et en intérieur. L’entreprise collabore avec des partenaires industriels pour des déploiements pilotes et vise une fabrication à échelle commerciale d’ici 2026. (Greatcell Energy)
Entre 2025 et 2029, ces entreprises devraient conduire des avancées rapides dans la fabrication de cellules solaires en pérovskite, avec des investissements significatifs dans la stabilité, la gestion du plomb et la production à grande échelle. Alors que les leaders de l’industrie avancent vers la commercialisation, les partenariats avec les secteurs de la construction, de l’électronique et de l’énergie accéléreront l’adoption de la pérovskite, établissant de nouvelles références pour l’efficacité et le rapport coût-efficacité sur le marché photovoltaïque.
Progrès en science des matériaux : Efficacité, stabilité et évolutivité
Les cellules solaires en pérovskite halogénée (PSC) ont rapidement progressé dans le domaine de la science des matériaux, affichant d’importantes améliorations en termes d’efficacité, de stabilité et d’évolutivité d’ici 2025. Les avancées majeures dans les processus de fabrication et l’ingénierie des matériaux suscitent un intérêt commercial et posent les bases d’une adoption plus large sur le marché photovoltaïque.
Les gains d’efficacité restent un objectif central. En 2024, les cellules en pérovskite certifiées à l’échelle laboratoire ont atteint des efficacités de conversion d’énergie (PCE) dépassant 26 %, rivalisant avec les technologies du silicium établies. Les architectures de cellules tandem récentes—combinant pérovskite et silicium—ont dépassé 32 % de PCE lors de démonstrations pilotes, bénéficiant d’une ingénierie d’interface sélective et de couches de transport de charge améliorées. Notamment, Oxford PV a annoncé un record mondial de 28,6 % d’efficacité pour des modules tandem de taille commerciale, soulignant la rapidité du progrès.
La stabilité, autrefois un défi majeur pour les PSC, est désormais abordée par le biais d’une encapsulation avancée et d’un réglage minutieux de la composition. Par exemple, l’utilisation de cations inorganiques (par exemple, Cs+) et de formulations de halogénures mixtes a considérablement amélioré la longévité des dispositifs dans des conditions réelles. imec et Henkel ont rapporté des progrès collaboratifs sur de grands modules en pérovskite avec un fonctionnement stable au-delà de 2 000 heures, se rapprochant ainsi des normes de l’industrie pour la viabilité commerciale.
L’évolutivité a également connu des améliorations marquées. Les techniques de revêtement roll-to-roll et d’impression à filière sont en cours d’optimisation pour les couches de pérovskite, permettant une production à haut débit à des coûts inférieurs par rapport aux matériaux photovoltaïques traditionnels. Helia Photovoltaics a lancé l’une des premières lignes de production commerciale de modules en pérovskite en Europe, utilisant des processus de dépôt à base d’encre conçus pour une expansion rapide. De plus, First Solar investit dans la recherche et le développement à échelle pilote avec l’objectif d’intégrer des dispositifs à tandem dans son écosystème de fabrication existant.
À l’avenir, les analystes de l’industrie anticipent que les améliorations continues des matériaux et l’automatisation des processus permettront aux modules solaires en pérovskite d’atteindre une production grand public au cours des prochaines années. L’élan du secteur est renforcé par des collaborations entre instituts de recherche et leaders de l’industrie, axées sur la résolution des défis restants en matière de stabilité à long terme et d’évolutivité. D’ici 2026-2027, les nouveaux entrants sur le marché devraient lancer des produits certifiés pour des photovoltaïques intégrés au bâtiment et des applications légères et flexibles, préparant le terrain pour un déploiement plus large de la technologie solaire à haute efficacité en pérovskite.
Avancées de fabrication : De la recherche aux capacités de production en gigawatts
La transition de la fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée de la recherche à l’échelle laboratoire à la fabrication à l’échelle gigawatt représente une étape cruciale dans la commercialisation des photovoltaïques de nouvelle génération. À partir de 2025, des progrès substantiels ont été réalisés pour faire évoluer les processus de production de pérovskite, avec des réalisations notables en termes de stabilité des dispositifs, de rendement et de reproductibilité. Plusieurs entreprises pionnières et consortiums démontrent des lignes pilotes et une production de masse en phase précoce, signalant un changement à court terme vers un déploiement à volume élevé.
Une avancée significative a été le développement de techniques de revêtement et d’impression évolutives, telles que le revêtement à filière, le revêtement à lame et l’impression à jet d’encre, qui permettent un dépôt uniforme de couches de pérovskite sur de grandes surfaces. Par exemple, Oxford PV utilise ces méthodes dans sa ligne de fabrication de cellules solaires tandem pérovskite-sur-silicium intégrée, avec son installation à Brandenburg en Allemagne visant des centaines de mégawatts de capacité annuelle. La feuille de route de l’entreprise prévoit une expansion vers une production à échelle gigawatt, facilitée par une manipulation automatisée et des systèmes de contrôle qualité en ligne.
Les chaînes d’approvisionnement en matériaux se développent également. Greatcell Solar et Avantama fournissent des précurseurs de pérovskite de haute pureté et des encres spécialisées adaptées aux processus industriels, réduisant la variabilité entre les lots et soutenant la fabrication à grande échelle. Ces intrants sont essentiels pour atteindre l’uniformité et la fiabilité des dispositifs nécessaires à un déploiement commercial.
Les fabricants s’attaquent aux défis de la stabilité opérationnelle à long terme et de la robustesse environnementale, qui ont historiquement limité la commercialisation de la pérovskite. En 2025, des entreprises telles que Meyer Burger Technology AG avancent activement des techniques d’encapsulation et d’intégration de films barrières pour prolonger la durée de vie des modules dans des conditions réelles. Des initiatives collaboratives—comme l’Initiative Européenne pour la Pérovskite dans le cadre de l’Alliance Européenne de l’Industrie PV—alignent les chercheurs et les acteurs de l’industrie pour établir des normes de fabrication de meilleures pratiques et accélérer la bancabilité des modules pérovskite (ESWIA).
En regardant vers les prochaines années, les fabricants devraient accroître leurs capacités à mesure que les lignes pilotes passent à une production à l’échelle commerciale. Oxford PV et d’autres acteurs prévoient que des installations de niveau gigawatt entreront en service d’ici la fin des années 2020, les modules tandem devant dépasser 30 % d’efficacité en production de masse. Les perspectives de l’industrie sont de plus en plus optimistes, les modules solaires en pérovskite étant positionnés pour compléter le silicium PV et élargir le marché solaire mondial, à condition que la durabilité et l’évolutivité de fabrication continuent de s’améliorer.
Taille du marché, prévisions de croissance et tendances régionales (2025–2029)
Le secteur des cellules solaires en pérovskite halogénée (PSC) approche d’une phase pivot en 2025, alors que plusieurs initiatives de fabrication passent des lignes de laboratoire et pilotes à une fabrication à l’échelle commerciale. Le marché mondial de la fabrication de PSC devrait connaître une croissance robuste jusqu’en 2029, soutenue par la convergence d’un traitement compétitif en termes de coûts, des efficaces de conversion d’énergie élevées, et des investissements croissants dans une production évolutive.
En 2025, des acteurs majeurs tels que Oxford PV ciblent le lancement commercial initial de modules tandem pérovskite-sur-silicium, en utilisant des procédés de solution à basse température et des techniques de fabrication roll-to-roll. L’installation d’Oxford PV à Brandenburg an der Havel, en Allemagne, se prépare à augmenter sa capacité de production, signalant une confiance croissante dans l’évolutivité de la fabrication de pérovskite. L’objectif de l’entreprise est de fournir des modules dépassant 27 % d’efficacité, un critère qui surpasse les photovoltaïques en silicium conventionnels.
Une autre tendance notable est la diversification régionale des pôles de fabrication. En Asie, des organisations comme Microquanta Semiconductor investissent dans des lignes pilotes et des stratégies de montée en échelle pour des modules en pérovskite de grande surface, en se concentrant sur l’amélioration de l’uniformité et de la stabilité des films dans des conditions de production de masse. Pendant ce temps, Tandem PV aux États-Unis a annoncé des plans pour une installation de fabrication domestique, s’alignant sur les priorités fédérales pour la production d’énergie propre locale et la sécurité de la chaîne d’approvisionnement.
Entre 2025 et 2029, le marché mondial de fabrication de cellules solaires en pérovskite devrait croître à un taux de croissance annuel composé à deux chiffres. Cette forte expansion est soutenue par des engagements croissants des secteurs public et privé à décarboniser les systèmes énergétiques et par la maturation des techniques de fabrication évolutives, telles que le revêtement à filière, le dépôt de vapeur et l’impression à jet d’encre.
- L’Europe devrait être à l’avant-garde de l’adoption commerciale précoce, soutenue par de fortes incitations politiques et des partenariats industriels. L’Union Européenne prévoit une intégration croissante de la technologie pérovskite dans l’écosystème de fabrication solaire de la région à partir de 2025.
- L’Asie-Pacifique, en particulier la Chine, la Corée du Sud et le Japon, développe rapidement ses capacités techniques et son infrastructure de chaîne d’approvisionnement pour la fabrication de PSC, en mettant l’accent sur le déploiement national et le potentiel d’exportation.
- L’Amérique du Nord devrait connaître une augmentation des activités de fabrication, catalysée par les incitations offertes par la loi sur la réduction de l’inflation aux États-Unis et les initiatives visant à relocaliser la fabrication avancée de PV.
À l’avenir, le paysage concurrentiel de la fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée sera façonné par des améliorations continues de la stabilité des dispositifs, de la sécurité environnementale et d’une montée en échelle rentable, un nombre croissant de fabrications commerciales devant entrer en service à l’échelle mondiale d’ici 2029.
Paysage concurrentiel : Acteurs établis vs. Innovateurs en pérovskite
Le paysage concurrentiel de la fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée en 2025 est façonné par l’interaction entre des acteurs photovoltaïques (PV) établis et un groupe croissant d’innovateurs axés sur la pérovskite. Les fabricants de PV en silicium traditionnels, tels que Trina Solar et JinkoSolar, continuent de dominer les expéditions mondiales de modules, tirant parti des économies d’échelle et d’infrastructures de fabrication matures. Cependant, la pression persistante pour des efficacités plus élevées et des coûts inférieurs a accéléré les investissements dans les technologies de pérovskite, tant au sein des portefeuilles établis que parmi les start-ups spécialisées.
Plusieurs acteurs établis ont lancé des initiatives collaboratives ou des recherches internes pour intégrer des couches de pérovskite en tant que cellules tandem au-dessus du silicium, visant à dépasser le plafond d’efficacité des cellules à jonction unique. Par exemple, First Solar a annoncé des programmes de recherche explorant des architectures tandem pérovskite-sur-panneau mince, tandis que Hanwha Solutions a établi des partenariats avec des instituts de recherche pour évaluer des modules hybrides pérovskite-silicium. Ces efforts sont motivés par des réalisations récentes en laboratoire, telles que des efficacités de cellules tandem certifiées dépassant 29 %, avec des prévisions d’efficacité des modules commerciaux dépassant 25 % dans les prochaines années.
Parallèlement, les innovateurs en pérovskite ont rapidement progressé des prototypes à l’échelle laboratoire à la fabrication à l’échelle pilote. Des entreprises comme Oxford PV et Heliatek ont commandé des lignes de production pré-commerciales en Europe, ciblant des volumes initiaux pour des projets de démonstration et des applications à forte valeur ajoutée. Oxford PV, par exemple, a rapporté l’expédition des premiers modules tandem pérovskite-sur-silicium à des partenaires en 2024, avec des plans pour une augmentation de la production en 2025. De même, Meyer Burger Technology AG a divulgué des investissements stratégiques dans des recherches sur la pérovskite et a annoncé la production pilote de modules tandem.
Les prochaines années devraient voir une convergence progressive entre les deux camps. Certains acteurs établis acquièrent ou licencient des technologies de pérovskite, tandis que certains innovateurs cherchent des coentreprises pour évoluer et produire de manière rentable. Des défis subsistent, notamment en ce qui concerne la stabilité à long terme et l’uniformité des grandes superficies des couches de pérovskite, ainsi que le développement de la chaîne d’approvisionnement pour des précurseurs spécialisés. Des organismes industriels tels que l’IEA PVPS prévoient une augmentation des déploiements pilotes et des tests sur le terrain jusqu’en 2026, avec une entrée significative sur le marché commercial projetée d’ici la fin des années 2020.
Dans l’ensemble, le paysage concurrentiel en 2025 se caractérise par un progrès technique rapide, des alliances stratégiques et une perspective optimiste prudente alors que les acteurs établis et les start-ups axées sur la pérovskite s’efforcent de définir la prochaine génération de fabrication de cellules solaires.
Considérations sur la chaîne d’approvisionnement et les matières premières
La fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée (PSC) repose sur une chaîne d’approvisionnement nuancée et en évolution pour les matériaux précurseurs, les substrats, les encapsulants et l’équipement de fabrication. À l’approche de 2025, l’approvisionnement et la cohérence de ces matériaux sont essentiels à la fois pour l’évolutivité de la production et pour garantir la fiabilité des dispositifs. Les matières premières clés comprennent les halogénures de plomb ou d’étain, les cations organiques tels que les sels de méthylammonium ou de formamidinium, et les halogénures inorganiques, avec des recherches en cours sur des compositions alternatives sans plomb.
Les principaux fournisseurs chimiques ont accru leur capacité à fournir des précurseurs de pérovskite de haute pureté, en réponse à la demande croissante des lignes pilotes et des déploiements commerciaux précoces. Par exemple, Merck KGaA (opérant sous le nom de Sigma-Aldrich dans certaines régions) et Strem Chemicals, Inc. ont élargi leurs portefeuilles pour inclure des sels et intermédiaires de pérovskite synthétisés sur mesure, en mettant l’accent sur une pureté ultra-élevée pour minimiser les défauts des dispositifs. Cela a facilité un approvisionnement régulier pour la recherche, la production pilote et les premières lignes de modules commerciaux.
La résilience de la chaîne d’approvisionnement est devenue un domaine de préoccupation alors que les PSC passent du laboratoire au marché. Les substrats en verre et en polymère flexible sont fournis par des partenaires établis tels que Corning Incorporated, qui a développé des compositions de verre adaptées à la stabilité et à la transparence des pérovskites. Les matériaux d’encapsulation—cruciaux pour la longévité des dispositifs—sont fournis par des entreprises comme Dow et DuPont, qui adaptent leurs chimies d’encapsulation photovoltaïques pour répondre à la sensibilité à l’humidité et aux UV des pérovskites.
En 2025, les fabricants d’équipements introduisent des systèmes de traitement par solution et dépôt de vapeur spécifiquement conçus pour les couches de pérovskite. Meyer Burger Technology AG intensifie ses lignes de production de cellules tandem intégrant le dépôt de pérovskite avec les processus en silicium établis, tandis que MBRAUN fournit des environnements de traitement à atmosphère contrôlée essentiels pour la manipulation des matériaux sensibles en pérovskite.
À l’avenir, la chaîne d’approvisionnement en pérovskite devrait mûrir rapidement à mesure que l’intérêt commercial croît. Des consortiums industriels tels que PEPPER, coordonné par Helmholtz-Zentrum Berlin, favorisent la collaboration intersectorielle pour adresser les questions d’évolutivité, de coût et d’environnement. Les avancées continues en matière de pureté des matériaux et d’encapsulation, combinées à un approvisionnement sécurisé et diversifié en halogénures et précurseurs organiques, devraient soutenir la montée en échelle fiable de la fabrication de cellules solaires en pérovskite jusqu’en 2025 et au-delà.
Conducteurs réglementaires, de normalisation et de durabilité
Le paysage réglementaire, de normalisation et de durabilité pour la fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée (PSC) évolue rapidement à mesure que la technologie approche de sa viabilité commerciale en 2025. Des organismes réglementaires clés et des alliances industrielles travaillent à établir des protocoles de test, des références environnementales et des pratiques de fabrication responsables pour soutenir l’entrée sur le marché et l’évolutivité.
Les efforts de normalisation sont cruciaux pour une adoption généralisée des PSC. La Commission internationale électrotechnique (IEC) a lancé le développement de normes spécifiques pour les modules photovoltaïques en pérovskite, en mettant l’accent sur la stabilité, la sécurité et la performance dans des conditions environnementales diverses. UL Solutions a également commencé à certifier des modules basés sur la pérovskite aux normes de sécurité des modules photovoltaïques existantes, avec des projets pilotes en cours pour adapter les protocoles aux caractéristiques spécifiques des pérovskites.
Sur le front réglementaire, l’Union Européenne est en tête avec l’ « Alliance de l’industrie PV solaire », incluant la technologie de pérovskite dans sa feuille de route pour renforcer les chaînes d’approvisionnement solaires domestiques et imposer des exigences d’éco-conception et de fin de vie dans le cadre du Plan industriel du Green Deal (Commission Européenne). Aux États-Unis, le Département de l’Énergie finance des projets de démonstration pour des modules en pérovskite halogénée, intégrant des évaluations de la santé environnementale et de la sécurité (EHS) pour répondre aux préoccupations concernant le contenu en plomb et les impacts sur le cycle de vie.
Les facteurs de durabilité façonnent les choix de fabrication. Les grands fabricants tels que Oxford PV et Microquanta Semiconductor investissent dans la fabrication en boucle fermée, la récupération de solvant et des solutions d’encapsulation pour atténuer les fuites de plomb—un domaine soumis à un examen réglementaire croissant. Ces entreprises participent également à des collaborations multipartites pour définir des voies de recyclage et développer des compositions de pérovskite sans plomb ou à plomb réduit.
À l’avenir, à partir de 2025, il est prévu que les cadres réglementaires et de normalisation se resserrent, notamment en ce qui concerne les matériaux dangereux, la durabilité des modules et le recyclage. Les organismes de l’industrie tels que la plateforme Intersolar Europe prévoient que des normes harmonisées seront en place dans deux à trois ans, permettant la bancabilité et l’assurabilité des produits solaires en pérovskite. De plus, les certifications de durabilité—telles que celles supervisées par SolarPower Europe—devraient jouer un rôle croissant dans les décisions d’approvisionnement pour de grands projets solaires.
En résumé, bien que 2025 marque une année clé pour la fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée, l’interaction entre réglementation, normalisation et durabilité devrait s’intensifier, façonnant les stratégies d’investissement et de commercialisation à travers l’industrie.
Perspectives d’avenir : potentiel disruptif, défis et applications de nouvelle génération
À partir de 2025, la fabrication de cellules solaires en pérovskite halogénée (PSC) se trouve à un tournant critique, caractérisé par des avancées rapides en termes d’évolutivité, de stabilité et de potentiel d’intégration. La promesse disruptive des photovoltaïques en pérovskite réside dans leurs hautes efficacités de conversion d’énergie (PCE), leur processabilité à basse température et leur compatibilité avec des substrats flexibles. Plusieurs groupes de recherche et entités commerciales ont rapporté des PCE certifiés des cellules à jonction unique dépassant 25 %, les cellules tandem pérovskite-silicium dépassant déjà 30 % dans des environnements de laboratoire. Oxford PV, un leader dans le domaine des cellules tandem pérovskite-silicium, se dirige vers une production à échelle commerciale, ciblant des modules avec des efficacités supérieures à 28 % et une feuille de route pour un déploiement de masse dans les prochaines années.
Malgré ces avancées, plusieurs défis liés à la fabrication demeurent avant une commercialisation généralisée. La stabilité sous une illumination prolongée, l’humidité, et les cycles thermiques constituent une préoccupation centrale, car les couches de pérovskite traditionnelles sont sujettes à la dégradation. Des percées récentes en matière d’encapsulation et d’ingénierie d’interface, comme celles poursuivies par des entreprises telles que First Solar à travers des recherches collaboratives, devraient étendre les durées de vie opérationnelles à 25 ans, se rapprochant des technologies photovoltaïques établies.
- Évolutivité de la fabrication : Les méthodes de revêtement roll-to-roll et à filière sont activement développées pour permettre une production à grande surface et à haut rendement. Hanwha Solutions et Solliance Solar Research testent ces techniques de fabrication évolutives, avec des lignes pilotes devant produire des modules commerciaux d’ici 2026.
- Approvisionnement en matériaux et durabilité : La toxicité du plomb demeure une préoccupation réglementaire, ce qui incite à des efforts vers des compositions de pérovskite sans plomb. Les stratégies de chaîne d’approvisionnement évoluent, avec des fournisseurs de premier plan tels que Merck KGaA fournissant des précurseurs de haute pureté et collaborant à des solutions de recyclage pour atténuer les impacts environnementaux.
- Intégration et applications de nouvelle génération : Les propriétés uniques des PSC—légèreté, semi-transparence et bandes de conduction ajustables—catalysent des applications dans les photovoltaïques intégrés au bâtiment (BIPV), l’agrivoltaïque et les modules tandem pour l’espace et l’électronique portable. Heliatek et GCL System Integration Technology explorent des modules pérovskites flexibles et transparents visés pour le déploiement dans des environnements urbains et hors réseau.
À l’avenir, les prochaines années devraient voir les premiers lancements commerciaux de modules basés sur la pérovskite, notamment dans des marchés de niche où leurs avantages uniques surpassent les préoccupations liées aux coûts et à la longévité. Une innovation continue en matière de fabrication, de matériaux et d’architecture des dispositifs, soutenue par des partenariats solides entre l’industrie et le monde académique, devrait contribuer à réduire les coûts et améliorer la fiabilité, positionnant les cellules solaires en pérovskite halogénée comme une force potentiellement disruptive sur le marché solaire mondial.
Sources & Références
- Helmholtz-Zentrum Berlin
- Oxford PV
- Meyer Burger Technology AG
- Microquanta Semiconductor
- Solar Energy Industries Association (SEIA)
- Saule Technologies
- Hanwha Q CELLS
- imec
- Henkel
- Helia Photovoltaics
- First Solar
- Avantama
- Tandem PV
- SolarPower Europe
- Trina Solar
- JinkoSolar
- Heliatek
- Strem Chemicals, Inc.
- DuPont
- MBRAUN
- UL Solutions
- Commission Européenne
- Intersolar Europe
- Solliance Solar Research
