Fabrication de Films Minces Photovoltaïques en Pérovskite en 2025 : Libérer l’Efficacité Solaire de Nouvelle Génération et l’Expansion du Marché. Découvrez Comment les Matériaux Avancés et la Production Évolutive Façonnent l’Avenir de l’Énergie Propre.
- Résumé Exécutif : Paysage du Marché 2025 et Principaux Facteurs
- Aperçu Technologique : Photovoltaïques en Films Minces de Pérovskite Expliqués
- Innovations en Fabrication : Processus Évolutifs et Automatisation
- Principaux Acteurs et Alliances Industrielles (Mises à Jour 2025)
- Compétitivité Coût et Référentiels d’Efficacité
- Dynamique de la Chaîne d’Approvisionnement et Sourcing des Matières Premières
- Environnement Réglementaire et Normes de l’Industrie
- Prévisions de Marché : Projections de Croissance 2025–2030
- Applications Émergentes et Intégration avec le PV Existants
- Perspectives Futures : Défis, Opportunités et Directives en R&D
- Sources & Références
Résumé Exécutif : Paysage du Marché 2025 et Principaux Facteurs
Le secteur de la fabrication de films minces photovoltaïques (PV) en pérovskite est sur le point de connaître une transformation significative en 2025, stimulée par des avancées technologiques rapides, une augmentation des investissements et une demande mondiale urgente de solutions solaires rentables et à haute efficacité. Les cellules solaires en pérovskite, connues pour leurs bandes interdite ajustables, leur légèreté et leur potentiel de production à bas coût, passent de l’innovation à l’échelle de laboratoire à la fabrication à l’échelle commerciale. Ce changement est catalysé par la nécessité d’accélérer le déploiement de l’énergie renouvelable et de répondre aux ambitieux objectifs de décarbonisation fixés par les gouvernements et les parties prenantes industrielles dans le monde entier.
En 2025, plusieurs entreprises pionnières intensifient la fabrication de PV en pérovskite. Oxford PV, une entreprise anglo-allemande, est à la pointe, opérant l’une des premières lignes de fabrication en volume au monde pour des cellules solaires à tandem pérovskite-sur-silicium. Leur installation à Brandenburg est censée augmenter la production, visant des rendements de module supérieurs à 25 %, ce qui dépasse les modules conventionnels en silicium. De même, Saule Technologies en Pologne commercialise des modules pérovskite flexibles, en se concentrant sur les photovoltaïques intégrés dans les bâtiments (BIPV) et les applications IoT, avec une ligne pilote déjà opérationnelle et des projets d’expansion de capacité en 2025.
Des fabricants asiatiques entrent également sur le marché. TCL, un important conglomérat chinois d’électronique, a annoncé des investissements dans la recherche et la production pilote de PV en pérovskite, s’appuyant sur son expertise dans le traitement des films minces et la fabrication d’électronique à grande échelle. Pendant ce temps, Hanwha Solutions en Corée du Sud explore les technologies tandem pérovskite-silicium, visant à les intégrer dans sa gamme de produits solaires Q CELLS.
Les principaux moteurs du secteur en 2025 incluent le potentiel des PV en pérovskite à fournir des rendements plus élevés à moindre coût par rapport au silicium traditionnel, la compatibilité des films pérovskite avec les processus d’impression roll-to-roll et par jet d’encre, et la capacité à produire des modules légers et flexibles pour de nouveaux segments de marché. Cependant, des défis demeurent pour intensifier la production tout en garantissant la stabilité à long terme et la sécurité environnementale des matériaux en pérovskite.
En regardant vers l’avenir, le paysage de la fabrication de films minces photovoltaïques en pérovskite devrait voir d’autres expansions de capacité, de nouvelles coentreprises et une intégration accrue avec des lignes PV en silicium établies. Les feuilles de route de l’industrie suggèrent qu’à la fin des années 2020, les modules basés sur la pérovskite pourraient atteindre des durées de vie commerciales et une bancabilité, les positionnant comme une force perturbatrice sur le marché mondial du solaire.
Aperçu Technologique : Photovoltaïques en Films Minces de Pérovskite Expliqués
Les photovoltaïques en films minces de pérovskite représentent une technologie transformative dans le secteur de l’énergie solaire, offrant un potentiel d’efficacité élevée, de coût faible et de modules solaires flexibles. Le cœur de cette technologie est la structure cristalline de la pérovskite, généralement basée sur des halogénures de plomb ou d’étain organiques-inorganiques hybrides, qui permet une forte absorption de la lumière et un transport efficace des charges. La fabrication de films minces photovoltaïques en pérovskite implique de déposer ces matériaux sur des substrats à l’aide de techniques évolutives telles que le traitement par solution, le revêtement par slot-die, l’impression par jet d’encre et la déposition par vapeur.
À partir de 2025, l’industrie connaît de rapides avancées tant dans la fabrication de laboratoire que pilote. Des entreprises comme Oxford Photovoltaics se trouvent à la pointe, ayant développé des cellules solaires à tandem pérovskite-sur-silicium qui ont atteint des rendements certifiés supérieurs à 28%. Leur approche de fabrication tire parti de la déposition sous vide et des méthodes de revêtement évolutives pour intégrer des couches de pérovskite sur des plaquettes de silicium existantes, visant une production commerciale à leur installation en Allemagne. De même, Saule Technologies se spécialise dans les films solaires flexibles en pérovskite, utilisant l’impression par jet d’encre pour produire des modules légers et semi-transparents adaptés aux photovoltaïques intégrés dans les bâtiments (BIPV) et à l’électronique grand public.
Un autre acteur notable, Microquanta Semiconductor, intensifie les processus de fabrication roll-to-roll pour des modules pérovskite de grande surface, ciblant aussi bien les applications sur toit que de grande échelle. Leurs lignes pilotes en Chine sont conçues pour démontrer la faisabilité d’une production continue à haut débit, une étape clé vers la compétitivité des coûts par rapport aux photovoltaïques en silicium conventionnels.
Le processus de fabrication pour les films minces de pérovskite implique généralement les étapes suivantes :
- Préparation du substrat, souvent en verre ou en polymères flexibles, avec une couche d’oxyde conducteur transparent.
- Dépôt de la solution ou de la vapeur précurseurs de pérovskite sur le substrat, suivi d’une cristallisation contrôlée pour former un film uniforme et minimisé en défauts.
- Application de couches de transport de charges et d’électrodes métalliques pour compléter l’empilement du dispositif.
- Encapsulation pour protéger le matériau sensible de pérovskite de l’humidité et de l’oxygène, qui demeurent des défis pour la stabilité à long terme.
En regardant vers l’avenir, les perspectives pour la fabrication de films minces en pérovskite sont prometteuses. Les feuilles de route de l’industrie anticipent de nouvelles améliorations en termes de stabilité, d’intensification et de sécurité environnementale, avec plusieurs entreprises prévues pour intensifier la production commerciale d’ici 2026–2027. Le secteur voit également une collaboration accrue avec des fabricants de photovoltaïques établis, tels que Hanwha Solutions, qui explore l’intégration pérovskite-silicium. À mesure que les processus de fabrication mûrissent et que les durées de vie des modules s’étendent, les photovoltaïques en films minces de pérovskite sont prêtes à jouer un rôle significatif dans la transition mondiale vers l’énergie renouvelable.
Innovations en Fabrication : Processus Évolutifs et Automatisation
Le paysage de la fabrication de films minces photovoltaïques en pérovskite subit une transformation rapide en 2025, motivée par l’impératif d’élever la production tout en maintenant une haute efficacité et une stabilité. La transition de la méthode de revêtement par spin à l’échelle de laboratoire vers des processus évolutifs viables industriellement est un axe central, avec plusieurs entreprises et consortiums de recherche à la pointe des innovations dans ce domaine.
L’une des avancées les plus significatives est l’adoption des techniques de revêtement roll-to-roll (R2R) et de slot-die, qui permettent le dépôt continu de couches de pérovskite sur des substrats flexibles. Ces méthodes sont activement développées et testées par des leaders du secteur tels que Oxford PV, une entreprise anglo-allemande reconnue pour son travail pionnier dans les cellules à tandem pérovskite-silicium. Oxford PV a rapporté des progrès dans l’intensification de ses lignes de fabrication, visant des capacités de production à l’échelle de gigawatts et intégrant l’automatisation pour assurer l’uniformité et la reproductibilité à l’échelle de grands modules.
De même, Saule Technologies, basée en Pologne, a commercialisé l’impression par jet d’encre pour les cellules solaires en pérovskite, permettant une production personnalisable et évolutive. Leurs lignes pilotes démontrent la faisabilité d’une fabrication automatisée et à haut débit, avec un accent sur des modules légers et flexibles adaptés aux photovoltaïques intégrés dans les bâtiments (BIPV) et à l’électronique grand public. L’approche de Saule Technologies illustre le passage vers une fabrication numérique, où le contrôle des processus et l’automatisation sont essentiels pour l’assurance qualité.
En Asie, Microquanta Semiconductor en Chine fait avancer les processus de déposition par vapeur évolutifs et de revêtement par lame, visant à réduire l’écart entre les records d’efficacité de laboratoire et la production de modules à échelle industrielle. Leurs efforts sont complétés par des investissements dans la surveillance en ligne et l’automatisation des processus, critiques pour minimiser les défauts et garantir la stabilité à long terme des dispositifs.
L’automatisation est de plus en plus centrale dans la fabrication de pérovskite, avec le déploiement de la robotique et du machine learning pour l’optimisation des processus en temps réel et la détection des défauts. Cette tendance est soutenue par des initiatives collaboratives telles que l’Initiative Européenne sur la Pérovskite, qui rassemble des fabricants, des fournisseurs d’équipements et des institutions de recherche pour standardiser les processus évolutifs et accélérer la commercialisation.
À l’avenir, les prochaines années devraient être marquées par une intégration accrue des techniques de revêtement évolutives, de nouvelles méthodes d’encapsulation avancées et un contrôle numérique des processus. L’objectif est d’atteindre une fabrication à haut débit et à faible coût tout en respectant des normes de fiabilité strictes. À mesure que la technologie de la pérovskite mûrit, la convergence des processus évolutifs et de l’automatisation sera essentielle pour passer des lignes pilotes à la production de masse, positionnant les photovoltaïques en pérovskite comme une force concurrentielle sur le marché solaire mondial.
Principaux Acteurs et Alliances Industrielles (Mises à Jour 2025)
Le secteur de la fabrication de films minces photovoltaïques en pérovskite en 2025 est caractérisé par un paysage dynamique d’entreprises établies, de startups innovantes et d’alliances stratégiques visant à accélérer la commercialisation et à intensifier la production. Plusieurs grands acteurs émergent comme leaders, utilisant des technologies propriétaires et forgeant des partenariats pour relever les défis liés à l’efficacité, la stabilité et la faisabilité.
Parmi les plus en vue se trouve Oxford Photovoltaics, une entreprise basée au Royaume-Uni reconnue pour son travail pionnier dans les cellules solaires à tandem pérovskite-sur-silicium. En 2024, Oxford PV a annoncé l’intensification de sa première ligne de fabrication en volume en Allemagne, visant des expéditions de modules commerciaux en 2025. La technologie de l’entreprise a atteint des rendements certifiés supérieurs à 28 %, la positionnant à l’avant-garde de la poussée de l’industrie vers des modules solaires à haute performance.
Un autre acteur clé est Meyer Burger Technology AG, un fabricant suisse avec une forte expérience dans les équipements photovoltaïques. Meyer Burger a pénétré le domaine de la pérovskite grâce à des collaborations et des investissements dans la production de cellules à tandem, visant à intégrer des couches de pérovskite dans ses lignes de module en silicium existantes. La stratégie de l’entreprise consiste à tirer parti de son expertise en fabrication établie pour intensifier les modules tandem pérovskite-silicium pour le marché européen.
En Asie, TCL et sa filiale TCL China Star Optoelectronics Technology ont réalisé des investissements significatifs dans la recherche et la production pilote de pérovskite. Les efforts de TCL se concentrent sur le développement de processus de fabrication roll-to-roll et de modules pérovskite de grande surface, avec des lignes pilotes opérationnelles en Chine en 2025. Ces initiatives sont soutenues par des collaborations avec des institutions académiques et des programmes de recherche soutenus par le gouvernement.
Le secteur est également témoin de la montée de startups spécialisées telles que Saule Technologies en Pologne, qui a commercialisé des films solaires flexibles en pérovskite pour des applications intégrées dans les bâtiments et IoT. La ligne de production roll-to-roll de Saule, lancée en 2021, continue d’expansion, avec l’annonce de nouveaux partenariats dans les secteurs de la construction et de l’électronique en 2025.
Les alliances industrielles jouent un rôle crucial dans la standardisation des processus et l’accélération de l’entrée sur le marché. L’association SolarPower Europe a établi un groupe de travail dédié à la pérovskite, réunissant des fabricants, des fournisseurs d’équipements et des instituts de recherche pour aborder les défis de la chaîne d’approvisionnement, de certification et de recyclage. De plus, des collaborations intersectorielles—tel que celles entre Oxford Photovoltaics et des grands fabricants de verre—facilitent l’intégration de couches de pérovskite dans le verre architectural et les matériaux de construction.
À l’avenir, les prochaines années devraient voir une consolidation accrue, avec les principaux acteurs intensifiant la production à l’échelle de gigawatts et de nouveaux entrants tirant parti des avancées dans les matériaux et l’ingénierie des processus. Les alliances stratégiques et les coentreprises devraient également s’intensifier, car les entreprises cherchent à sécuriser les chaînes d’approvisionnement et à accélérer le chemin vers des produits photovoltaïques en pérovskite bancables et à haute efficacité.
Compétitivité Coût et Référentiels d’Efficacité
La fabrication de films minces photovoltaïques en pérovskite progresse rapidement vers la viabilité commerciale, 2025 marquant une année pivot pour la compétitivité coût et les référentiels d’efficacité. Le secteur est caractérisé par une course pour atteindre des rendements de conversion de puissance (PCE) élevés tout en réduisant les coûts de production, positionnant les cellules solaires en pérovskite (PSC) comme de sérieuses concurrentes face aux photovoltaïques à base de silicium établies.
Les données récentes des principaux fabricants indiquent que les modules en pérovskite atteignent désormais régulièrement des rendements certifiés supérieurs à 20 %, plusieurs entreprises rapportant des cellules à tandem de laboratoire dépassant 25 %. Par exemple, Oxford PV, une entreprise anglo-allemande spécialisée dans la technologie tandem pérovskite-silicium, a annoncé en 2024 que ses modules de taille commerciale avaient dépassé 25 % d’efficacité, un bond significatif par rapport aux modules en silicium conventionnels. De même, Microquanta Semiconductor en Chine a rapporté des rendements stables de modules pérovskite supérieurs à 20 % sur des lignes de production pilotes, avec des efforts continus pour s’intensifier.
La compétitivité coût est stimulée par les exigences basses en matériaux et en énergie inhérentes à la fabrication de films minces en pérovskite. Contrairement au silicium, les couches de pérovskite peuvent être déposées à basse température grâce à des techniques évolutives telles que le revêtement par slot-die et l’impression par jet d’encre. Saule Technologies, basée en Pologne, a été pionnière dans la production roll-to-roll de modules pérovskite flexibles, ciblant les photovoltaïques intégrés dans les bâtiments (BIPV) et l’électronique grand public. Leur approche exploite des substrats légers et un traitement ambiant, réduisant sensiblement les dépenses d’investissement et opérationnelles par rapport à la production traditionnelle de plaquettes en silicium.
Les perspectives de l’industrie pour 2025 et les années suivantes suggèrent que les coûts de fabrication des modules en pérovskite pourraient tomber sous 0,20 $/Watt à mesure que la production s’intensifie, atteignant ou même sous-estimant les modules en silicium à coût le plus bas. Cette projection est soutenue par des données de lignes pilotes de Oxford PV et Microquanta Semiconductor, qui intensifient tous deux leur capacité et ciblent une production à l’échelle de gigawatts d’ici 2026. L’Agence Internationale de l’Énergie et les consortiums industriels ont souligné le potentiel de la pérovskite à perturber le marché, à condition que la stabilité à long terme et la bancabilité soient démontrées à grande échelle.
En résumé, 2025 est sur le point de devenir une année marquante pour la fabrication de films minces photovoltaïques en pérovskite, avec des records d’efficacité battus et des structures de coûts s’améliorant rapidement. À mesure que les entreprises leaders passent de la production pilote à la production de masse, la technologie pérovskite est prête à devenir une alternative grand public et compétitive en termes de coût sur le marché mondial du solaire.
Dynamique de la Chaîne d’Approvisionnement et Sourcing des Matières Premières
La chaîne d’approvisionnement pour la fabrication de films minces photovoltaïques (PV) en pérovskite en 2025 est caractérisée par une évolution rapide, motivée par les ambitions d’intensification des principales entreprises et le besoin de matières premières fiables et de haute pureté. La technologie PV en pérovskite repose sur un ensemble unique de produits chimiques précurseurs—principalement des halogénures de plomb ou d’étain, des cations organiques tels que le méthylammonium ou le formamidinium, et des sels halogénures—ainsi que des substrats spécialisés et des matériaux d’encapsulation. Le sourcing et le contrôle de la qualité de ces matériaux sont cruciaux pour la performance des dispositifs et la stabilité à long terme.
Plusieurs entreprises se sont affirmées comme des acteurs clés dans la chaîne d’approvisionnement PV en pérovskite. Oxford PV, dont le siège est au Royaume-Uni et en Allemagne, est un pionnier dans la commercialisation des cellules à tandem pérovskite-silicium. L’entreprise a établi des partenariats avec des fournisseurs chimiques pour sécuriser des précurseurs de pérovskite de haute pureté et a investi dans l’intégration verticale pour atténuer les risques de fourniture. De même, Microquanta Semiconductor en Chine intensifie la production de modules pérovskite, en s’appuyant sur des capacités de fabrication chimique domestique pour garantir un approvisionnement stable en matières premières.
La chaîne d’approvisionnement est également influencée par la répartition géographique de la production de précurseurs. La Chine reste le fournisseur dominant de nombreux sels halogénés et cations organiques, bénéficiant de son infrastructure établie de l’industrie chimique. Cependant, les fabricants européens et nord-américains cherchent de plus en plus à localiser les chaînes d’approvisionnement pour réduire les risques géopolitiques et assurer la conformité avec les normes environnementales et de sécurité. Par exemple, Saule Technologies en Pologne s’est concentrée sur le sourcing de matériaux au sein de l’Union Européenne autant que possible, en alignement avec les directives de durabilité de l’UE.
Un défi significatif en 2025 est la nécessité de composés de plomb et d’étain d’une pureté ultra-haute, car les impuretés peuvent affecter de manière drastique la qualité des films de pérovskite et la longévité des dispositifs. Les fournisseurs répondent en développant des processus de purification adaptés au secteur photovoltaïque. De plus, l’industrie surveille de près le paysage réglementaire concernant l’utilisation du plomb, certaines entreprises explorant des alternatives de pérovskite sans plomb, bien que celles-ci ne soient pas encore largement commercialisées.
À l’avenir, la chaîne d’approvisionnement PV en pérovskite devrait devenir plus robuste et diversifiée. Des partenariats stratégiques entre fabricants de modules et fournisseurs chimiques devraient s’intensifier, avec un accent sur la sécurisation de contrats à long terme et le développement de voies de recyclage pour les modules en fin de vie. À mesure que la production s’intensifie, la demande en matériaux d’encapsulation spécialisés et en substrats conducteurs transparents devrait également augmenter, incitant davantage d’innovation et d’investissement de la part des entreprises de matériaux établies et des nouveaux entrants.
Environnement Réglementaire et Normes de l’Industrie
L’environnement réglementaire pour la fabrication de films minces photovoltaïques (PV) en pérovskite évolue rapidement à mesure que la technologie approche de l’échelle commerciale en 2025. Les cadres réglementaires sont influencés par la nécessité d’assurer la sécurité des produits, la durabilité environnementale et la fiabilité du marché, tout en soutenant l’innovation dans ce secteur émergent.
Dans l’Union Européenne, les modules PV en pérovskite sont soumis au processus de marquage CE, ce qui exige la conformité à des directives telles que la Directive sur la Basse Tension (LVD), la Directive sur la Compatibilité Électromagnétique (EMC) et la Directive sur la Restriction des Substances Dangereuses (RoHS). La directive RoHS est particulièrement pertinente, car elle limite l’utilisation du plomb et d’autres matériaux dangereux—une considération importante étant donné que de nombreuses formulations de pérovskite à haute efficacité contiennent du plomb. La Commission Européenne examine activement le statut réglementaire des PV en pérovskite, avec la participation de parties prenantes industrielles telles que Oxford PV et Saule Technologies aux consultations pour garantir que les nouvelles normes reflètent les caractéristiques uniques des matériaux en pérovskite.
Aux États-Unis, les modules PV en pérovskite doivent se conformer aux normes de sécurité et de performance établies par des organisations telles que les Underwriters Laboratories (UL) et la Commission Électrotechnique Internationale (IEC). Le National Renewable Energy Laboratory (NREL) collabore avec l’industrie pour développer des protocoles de test accélérés et des normes de fiabilité adaptées aux films minces en pérovskite, reconnaissant que les normes photovoltaïques traditionnelles peuvent ne pas capturer pleinement les mécanismes de dégradation spécifiques aux pérovskites.
À l’échelle mondiale, la Commission Électrotechnique Internationale (IEC) est en train de rédiger de nouvelles normes pour les PV en pérovskite, avec des groupes de travail axés sur des questions telles que la stabilité à long terme, l’encapsulation et l’impact environnemental. Des leaders de l’industrie comme Meyer Burger Technology AG et Hanwha Solutions participent activement à ces efforts de normalisation, visant à faciliter l’accès au marché international et à harmoniser les exigences de certification.
À l’avenir, un examen réglementaire plus strict est prévu à mesure que la fabrication de PV en pérovskite s’intensifie. Les domaines clés de concentration incluront la gestion du cycle de vie, le recyclage et la manipulation sécuritaire des déchets contenant du plomb. Les associations industrielles et les fabricants développent proactivement des codes de pratique volontaires et des initiatives de recyclage pour aborder ces préoccupations et établir la confiance du public. Alors que le PV en pérovskite passe à une production à l’échelle de gigawatts, l’alignement avec les normes réglementaires et industrielles en évolution sera crucial pour une adoption généralisée et un succès à long terme sur le marché.
Prévisions de Marché : Projections de Croissance 2025–2030
La période de 2025 à 2030 devrait être transformative pour la fabrication de films minces photovoltaïques (PV) en pérovskite, la technologie passant de la production à l’échelle pilote à celle à l’échelle commerciale. Plusieurs entreprises et consortiums de premier plan intensifient activement leurs capacités de fabrication, en se concentrant sur l’amélioration de l’efficacité, de la stabilité et de la rentabilité des modules solaires en pérovskite.
En 2025, le marché mondial des PV en pérovskite devrait connaître ses premiers déploiements commerciaux significatifs. Oxford PV, une entreprise anglo-allemande, est à l’avant-garde, ayant annoncé des plans pour intensifier la production à son installation de Brandenburg, en Allemagne. L’entreprise vise l’intégration de cellules à tandem pérovskite-silicium, visant une efficacité de module supérieure à 25%. La ligne de fabrication d’Oxford PV est conçue pour des capacités de production à l’échelle de gigawatts, et l’entreprise a déclaré son intention de fournir des modules commerciaux sur le marché d’ici 2025.
De même, Meyer Burger Technology AG, un fabricant suisse reconnu pour ses technologies photovoltaïques à haute efficacité, a pénétré le domaine de la pérovskite par le biais de partenariats et d’investissements en R&D. Meyer Burger explore l’intégration de couches de pérovskite dans ses lignes de cellules à hétérojonction existantes, avec une production pilote prévue pour informer les décisions d’intensification commerciale d’ici 2026.
En Asie, TCL et sa filiale TCL China Star Optoelectronics Technology investissent dans la recherche et la fabrication pilote de PV en pérovskite, s’appuyant sur leur expertise en déposition de films minces et en revêtement de grande surface. Ces efforts devraient accélérer la disponibilité des modules en pérovskite pour des applications tant à l’échelle utilitaire qu’intégrées dans les bâtiments dans la région.
Des organismes industriels tels que Solar Energy Industries Association et SolarPower Europe ont souligné le PV en pérovskite comme une technologie clé pour la prochaine vague de croissance solaire, projetant que les modules basés sur la pérovskite pourraient capturer une part significative des nouvelles installations d’ici 2030, en particulier à mesure que les coûts de fabrication diminuent et que la performance s’améliore.
À l’avenir, les perspectives de marché pour 2025–2030 prévoient une expansion rapide de la capacité, avec plusieurs gigawatts de production de modules en pérovskite entrant en ligne dans le monde entier. Les principaux moteurs seront les améliorations continues des durées de vie des modules, l’intensification des processus de fabrication roll-to-roll et sheet-to-sheet, et l’intégration de couches de pérovskite avec des lignes PV en silicium établies. À mesure que ces avancées se matérialisent, la technologie des films minces en pérovskite devrait jouer un rôle essentiel pour atteindre les objectifs mondiaux en matière d’énergie renouvelable et réduire le coût nivelé de l’électricité solaire.
Applications Émergentes et Intégration avec le PV Existants
La fabrication de films minces photovoltaïques en pérovskite entre dans une phase essentielle en 2025, avec un fort accent sur les applications émergentes et l’intégration avec les technologies photovoltaïques (PV) établies. Les propriétés uniques des matériaux en pérovskite—telles que les bandes interdites ajustables, les coefficients d’absorption élevés et la compatibilité avec le traitement par solution à basse température—favorisent leur adoption tant dans des produits PV innovants que hybrides.
Une tendance majeure est le développement de cellules solaires à tandem, où des couches de pérovskite sont combinées avec des plaquettes de silicium conventionnelles pour surpasser les limites d’efficacité des cellules en silicium à jonction unique. En 2023, plusieurs fabricants ont rapporté des rendements certifiés de cellules à tandem dépassant 29 %, et en 2025, l’industrie vise des modules commerciaux avec des rendements supérieurs à 30 %. Des entreprises comme Oxford PV sont à l’avant-garde, ayant intensifié la production pilote de modules à tandem pérovskite-sur-silicium et annoncé des plans pour la production de masse. Leur installation allemande devrait livrer les premiers volumes commerciaux en 2025, visant à fournir des modules pour des applications tant sur toit qu’à l’échelle utilitaire.
Au-delà de l’intégration tandem, les films minces en pérovskite permettent de nouvelles formes et applications. Des modules pérovskites flexibles et légers sont en cours de développement pour des photovoltaïques intégrés dans les bâtiments (BIPV), l’électronique portable et les PV intégrés dans les véhicules. Saule Technologies commercialise des panneaux pérovskites flexibles, ciblant le verre architectural et les appareils IoT. Leur processus de fabrication roll-to-roll est conçu pour l’évolutivité et la rentabilité, avec des installations pilotes en cours en Europe et en Asie.
L’intégration avec l’infrastructure PV existante progresse également. Les modules en pérovskite sont conçus pour être adaptés ou compléter les installations en silicium héritées, que ce soit comme surcouches ou comme parties de systèmes hybrides. Cette approche exploite les composants existants de l’équilibre du système et accélère l’adoption du marché. Meyer Burger Technology AG, un fabricant d’équipements photovoltaïques européen de premier plan, investit dans des lignes de production compatibles avec la pérovskite et collabore avec des instituts de recherche pour optimiser la durabilité et la performance des modules.
À l’avenir, les prochaines années verront une collaboration accrue entre les innovateurs en pérovskite et les fabricants de PV établis. Des alliances industrielles et des efforts de normalisation sont en cours pour relever des défis tels que la stabilité à long terme, l’encapsulation et l’uniformité sur de grandes surfaces. Les perspectives pour 2025 et au-delà sont optimistes : la fabrication de films minces en pérovskite devrait diversifier le marché des PV, permettant des rendements plus élevés, de nouvelles applications et une intégration accélérée avec l’infrastructure solaire existante.
Perspectives Futures : Défis, Opportunités et Directives en R&D
L’avenir de la fabrication de films minces photovoltaïques (PV) en pérovskite en 2025 et les années à venir est marqué par à la fois promesse significative et défis notables. Alors que l’industrie passe des percées à échelle de laboratoire à la production à échelle commerciale, plusieurs facteurs clés façonneront sa trajectoire.
L’un des principaux défis demeure la stabilité et la durabilité à long terme des cellules solaires en pérovskite. Bien que les dispositifs de laboratoire aient atteint des rendements de conversion de puissance dépassant 25%, le maintien de cette performance dans des conditions réelles—exposition à l’humidité, à la chaleur et à la lumière UV—représente un obstacle. Des fabricants leaders tels qu’Oxford PV s’attaquent activement à ces problèmes en développant des cellules tandem silicium-pérovskite et en mettant en œuvre des techniques d’encapsulation avancées. Leurs lignes de production pilote en Allemagne devraient s’intensifier en 2025, visant à démontrer à la fois une haute efficacité et une longévité opérationnelle améliorée.
L’évolutivité et le rendement de fabrication sont également des préoccupations centrales. La transition des méthodes de dépôt à l’échelle de laboratoire comme le revêtement par spin à des techniques évolutives telles que le revêtement par slot-die, le revêtement par lame et la déposition par vapeur est en cours. Des entreprises telles que Saule Technologies sont pionnières dans la fabrication roll-to-roll de modules pérovskite flexibles, visant des applications dans les photovoltaïques intégrés aux bâtiments (BIPV) et l’électronique portable. Leur installation de production en Pologne est parmi les premières à commercialiser des modules pérovskite de grande surface, avec d’autres expansions prévues d’ici 2025.
La chaîne d’approvisionnement et la durabilité des matériaux attirent de plus en plus l’attention à mesure que les PV en pérovskite approchent de la commercialisation. L’utilisation du plomb dans la plupart des formulations de pérovskite à haute efficacité soulève des préoccupations environnementales et réglementaires. La recherche sur des alternatives sans plomb et des stratégies de recyclage s’intensifie, des organisations telles que imec collaborant avec des partenaires industriels pour développer des matériaux écologiques et des processus de fabrication en boucle fermée.
Du côté des opportunités, les PV en pérovskite offrent des avantages uniques : des facteurs de forme légers et flexibles, et une compatibilité avec des architectures tandem qui peuvent dépasser les limites d’efficacité du silicium conventionnel. L’intégration des couches de pérovskite sur des lignes de cellules en silicium existantes est une direction majeure en R&D, avec Meyer Burger Technology AG—un important fournisseur d’équipements photovoltaïques européens—investissant dans des projets pilotes et des partenariats pour accélérer la commercialisation des cellules tandem.
À l’avenir, les prochaines années verront probablement les premières installations commerciales de modules tandems pérovskite-silicium, un adoption plus large dans des marchés de niche tels que les BIPV, et une R&D continue pour aborder la stabilité et la durabilité. La collaboration entre l’industrie, la normalisation et les cadres réglementaires seront cruciaux pour assurer un déploiement sûr, fiable et évolutif des technologies PV en pérovskite.
Sources & Références
- Oxford PV
- Saule Technologies
- Microquanta Semiconductor
- Meyer Burger Technology AG
- TCL China Star Optoelectronics Technology
- National Renewable Energy Laboratory
- Solar Energy Industries Association
- imec
