Rapport de marché sur la recherche et le développement des photovoltaïques en pérovskite 2025 : Révélations des percées, tendances d’investissement et projections de croissance mondiale. Explorez les moteurs clés, les leaders régionaux et les opportunités futures dans l’innovation solaire.
- Résumé Exécutif et Vue d’ensemble du Marché
- Tendances Technologiques Clés dans les Photovoltaïques en Pérovskite
- Paysage Concurrentiel et Innovateurs Leaders
- Prévisions de Croissance du Marché (2025-2030) : Taux de Croissance Annuel Composé (CAGR), Analyse du Chiffre d’Affaires et du Volume
- Analyse Régionale : Zones d’Investissement et Facteurs Politiques
- Défis, Risques et Opportunités Émergentes
- Perspectives Futures : Feuille de Route vers la Commercialisation et l’Expansion du Marché
- Sources & Références
Résumé Exécutif et Vue d’ensemble du Marché
La recherche et le développement (R&D) des photovoltaïques en pérovskite (PV) ont rapidement émergé comme une force transformative au sein du secteur mondial de l’énergie solaire. Les cellules solaires en pérovskite (PSC) utilisent une classe de matériaux avec une structure cristalline de pérovskite, offrant une absorption de lumière exceptionnelle, des bandes d’énergie ajustables et un potentiel de fabrication à faible coût. En 2025, le marché des PV en pérovskite est caractérisé par une innovation accélérée, des investissements robustes et une collaboration croissante entre les institutions académiques, les startups et les entreprises énergétiques établies.
Le marché mondial des PV en pérovskite devrait croître à un taux de croissance annuel composé (CAGR) dépassant 30 % d’ici 2030, stimulé par le potentiel de la technologie à surpasser les cellules solaires traditionnelles en silicium tant en efficacité qu’en rentabilité. Des réalisations récentes en laboratoire ont permis d’atteindre des efficacités de cellules en pérovskite à jonction unique supérieures à 25 %, rivalisant avec les cellules en silicium commerciales, tandis que les architectures tandem pérovskite-silicium ont dépassé 29 % d’efficacité, comme l’a rapporté le National Renewable Energy Laboratory. Ces avancées soulignent la promesse de la technologie pour les modules solaires de prochaine génération.
Les priorités clés en R&D en 2025 comprennent l’amélioration de la stabilité opérationnelle à long terme, l’augmentation des processus de fabrication et l’adressage des préoccupations environnementales et de la chaîne d’approvisionnement liées à la teneur en plomb et à l’approvisionnement en matériaux. De grands consortiums de recherche, tels que le Helmholtz-Zentrum Berlin et Oxford PV, sont à la pointe de ces efforts, se concentrant sur les techniques d’encapsulation, les compositions alternatives de pérovskite et les chaînes de production à échelle pilote.
L’investissement dans la R&D des PV en pérovskite a explosé, avec un financement significatif provenant des secteurs public et privé. La Commission Européenne et le Département de l’Énergie des États-Unis ont lancé des programmes dédiés à l’accélération de la commercialisation, tandis que l’intérêt du capital-risque alimente la croissance des startups spécialisées dans les modules en pérovskite et les équipements de fabrication.
Malgré les obstacles techniques et réglementaires, le secteur des PV en pérovskite est prêt à entrer sur le marché de manière substantielle d’ici la fin des années 2020. Des déploiements commerciaux précoces sont attendus dans les photovoltaïques intégrés aux bâtiments (BIPV), les panneaux solaires flexibles et légers, et les modules tandem pour des applications à l’échelle des services publics. La convergence d’une haute efficacité, de faibles coûts de production et de facteurs de forme polyvalents positionne les PV en pérovskite comme un catalyseur clé de la transition mondiale vers les énergies renouvelables dans la décennie à venir.
Tendances Technologiques Clés dans les Photovoltaïques en Pérovskite
La recherche et le développement (R&D) des photovoltaïques en pérovskite en 2025 se caractérisent par une innovation rapide, avec une forte concentration sur l’amélioration de l’efficacité, de la stabilité et de l’évolutivité. Le domaine a connu un essor à la fois de l’investissement académique et industriel, stimulé par le potentiel du matériau à surpasser les cellules solaires traditionnelles en silicium en termes de coût et de performance. Des percées récentes ont fait passer les efficacités des cellules solaires en pérovskite à l’échelle laboratoire au-dessus de 26 %, réduisant ainsi l’écart avec le silicium cristallin et permettant même des architectures tandem dépassant 30 % d’efficacité dans des conditions contrôlées (National Renewable Energy Laboratory).
Une des tendances de R&D les plus significatives est le développement de cellules solaires tandem, où des couches de pérovskite sont combinées avec du silicium ou d’autres matériaux pour capter un spectre plus large de la lumière du soleil. Des entreprises comme Oxford PV ont présenté des modules tandem pérovskite-silicium à échelle commerciale, avec des lignes de production pilote prévues pour croître en 2025. Ces cellules tandem devraient offrir des sorties de puissance plus élevées sans une augmentation substantielle des coûts de fabrication, ce qui les rend attrayantes pour les applications à l’échelle des services publics et de toits.
La stabilité et la durabilité restent des défis centraux. En 2025, la recherche se concentre de plus en plus sur la dégradation des pérovskites due à l’humidité, à la chaleur et à l’exposition aux UV. Les innovations dans les matériaux d’encapsulation, l’ingénierie des interfaces et le réglage de la composition génèrent des dispositifs avec des durées de vie opérationnelles dépassant 1 000 heures sous tests accélérés, un jalon critique pour la viabilité commerciale (Nature Energy). De plus, l’utilisation de formulations de pérovskite sans plomb gagne du terrain, plusieurs groupes de recherche rapportant des résultats prometteurs pour des alternatives à base d’étain et des pérovskites doubles, cherchant à répondre aux préoccupations environnementales et réglementaires.
- Les techniques de fabrication évolutives, telles que l’impression roll-to-roll et le revêtement par slot-die, sont perfectionnées pour permettre la production de modules à grande échelle (imec).
- L’intégration avec des substrats flexibles ouvre de nouveaux marchés pour les photovoltaïques légers, portables et intégrés aux bâtiments.
- Les initiatives de R&D collaboratives, telles que le projet PeroQube, accélèrent le transfert des avancées de laboratoire vers la fabrication à échelle pilote.
Dans l’ensemble, 2025 marque une année charnière pour la R&D des photovoltaïques en pérovskite, le secteur étant prêt à passer de l’innovation en laboratoire au déploiement commercial, soutenu par un investissement mondial robuste et une collaboration entre les secteurs.
Paysage Concurrentiel et Innovateurs Leaders
Le paysage concurrentiel de la recherche et du développement (R&D) des photovoltaïques en pérovskite (PV) en 2025 est caractérisé par une dynamique entre les institutions académiques, les startups et les grands leaders de l’industrie solaire. La course pour commercialiser les cellules solaires en pérovskite (PSC) s’intensifie, poussée par le potentiel du matériau pour une efficacité élevée, une fabrication à faible coût et une compatibilité avec des substrats flexibles.
Les principales institutions académiques telles que l’Université d’Oxford et l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) continuent de définir des références en matière d’efficacité et de stabilité, avec Oxford PV—un spin-off de l’Université d’Oxford—atteignant des efficacités certifiées de cellules tandem supérieures à 29 % en 2024 et visant une production de modules commerciaux en 2025. Helmholtz-Zentrum Berlin et National Renewable Energy Laboratory (NREL) sont également à la pointe, se concentrant sur la montée en échelle des technologies tandem pérovskite-silicium et sur les défis de durabilité à long terme.
Parmi les startups, Oxford PV reste un leader mondial, avec sa ligne pilote en Allemagne avançant vers une production de masse. Solarmer Energy et Saule Technologies se distinguent par leur travail sur des modules de pérovskite flexibles et semi-transparents, ciblant les photovoltaïques intégrés dans les bâtiments (BIPV) et les applications IoT. Microquanta Semiconductor en Chine augmente la production de modules en pérovskite, visant à combler le fossé entre le succès en laboratoire et la viabilité commerciale.
Les grands fabricants solaires investissent de plus en plus dans la R&D en pérovskite. First Solar et JinkoSolar ont annoncé des partenariats et des initiatives de recherche pour explorer l’intégration des cellules tandem, tandis que Hanwha Q CELLS collabore avec des instituts de recherche pour accélérer les modules hybrides pérovskite-silicium. Ces collaborations sont cruciales pour surmonter les problèmes de montée en échelle, de stabilité et de toxicité du plomb qui freinent actuellement l’adoption généralisée.
Dans l’ensemble, le paysage concurrentiel en 2025 est marqué par une innovation rapide, des partenariats stratégiques et un passage clair des percées à l’échelle laboratoire vers la production pilote et pré-commerciale. Les 12 à 24 prochains mois devraient être décisifs, alors que les innovateurs leaders s’efforcent d’atteindre des performances, une fiabilité et des métriques de coût rentables qui définiront l’avenir des photovoltaïques en pérovskite.
Prévisions de Croissance du Marché (2025-2030) : CAGR, Analyse du Chiffre d’Affaires et du Volume
La période de 2025 à 2030 est projetée pour être décisive pour le secteur de la recherche et du développement (R&D) des photovoltaïques en pérovskite (PV), avec une croissance robuste anticipée tant en valeur de marché qu’en avancées technologiques. Selon des analyses récentes du marché, le marché mondial des cellules solaires en pérovskite devrait enregistrer un taux de croissance annuel composé (CAGR) dépassant 30 % durant cette période, stimulé par les investissements croissants en R&D, l’amélioration de la stabilité des dispositifs et l’augmentation des lignes de production pilote MarketsandMarkets. Les revenus générés par les activités de R&D des PV en pérovskite devraient dépasser 1,5 milliard de dollars d’ici 2030, reflétant l’intérêt croissant des secteurs public et privé pour les technologies solaires de nouvelle génération IDTechEx.
L’analyse des volumes indique une augmentation significative du nombre de projets de recherche, de dépôts de brevets et de lignes de production à échelle pilote. Le nombre de projets de R&D actifs devrait doubler d’ici 2030, avec un accent particulier sur les architectures tandem pérovskite-silicium et les processus de fabrication roll-to-roll. Cette poussée est soutenue par un financement accru de la part d’agences gouvernementales telles que le Département de l’Énergie des États-Unis et la Commission Européenne, ainsi que par des partenariats stratégiques entre les institutions académiques et les leaders de l’industrie U.S. Department of Energy. Notamment, le programme Horizon Europe de l’Union Européenne a réservé des subventions substantielles pour la recherche sur les PV en pérovskite, accélérant encore les efforts d’innovation et de commercialisation Commission Européenne.
- La région Asie-Pacifique devrait être en tête du volume de R&D, la Chine, le Japon et la Corée du Sud investissant massivement dans les lignes de production pilote en pérovskite et les collaborations académiques-industrie.
- On s’attend à ce que l’Amérique du Nord et l’Europe maintiennent une forte croissance, en particulier dans le développement de techniques de fabrication évolutives et les tests de stabilité à long terme.
- L’activité en matière de brevets devrait croître à un CAGR de plus de 25 %, reflétant le paysage concurrentiel et le rythme rapide de l’innovation.
Dans l’ensemble, la période 2025-2030 verra probablement la R&D des PV en pérovskite passer de percées à l’échelle laboratoire à un déploiement pré-commercial et commercial précoce, soutenu par une forte croissance du marché, un financement accru et une montée en flèche des initiatives de recherche collaborative.
Analyse Régionale : Zones d’Investissement et Facteurs Politiques
En 2025, l’investissement régional dans la recherche et le développement des photovoltaïques en pérovskite (PV) est façonné par une combinaison d’incitations politiques, de leadership académique et d’engagement du secteur privé. L’Asie-Pacifique, l’Europe et l’Amérique du Nord se sont révélées être les principaux points chauds, chacune tirant parti de cadres politiques et de mécanismes de financement distincts pour accélérer l’innovation et la commercialisation.
Asie-Pacifique continue de dominer la R&D des PV en pérovskite, menée par la Chine, le Japon et la Corée du Sud. Le ministère chinois des Sciences et de la Technologie a priorisé les cellules solaires en pérovskite dans son 14ème Plan Quinquennal, dirigeant d’importants financements publics vers des consortiums universitaires-industries et des lignes de production pilote. La chaîne d’approvisionnement robuste de la région pour les matériaux avancés et ses objectifs agressifs en matière d’énergies renouvelables ont attiré des investissements privés significatifs, les entreprises comme GCL Technology et TCL créant des centres de recherche dédiés à la pérovskite. La New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) du Japon a également augmenté les subventions pour la stabilité et les projets de mise à l’échelle des modules en pérovskite, favorisant des collaborations entre universités et géants de l’électronique.
Europe se positionne comme un leader en matière de durabilité et de normalisation des PV en pérovskite. Le programme HORIZON Europe de l’Union Européenne a réservé plus de 100 millions d’euros pour les technologies solaires de nouvelle génération, avec une part significative allouée à la recherche sur la pérovskite. Des pays comme l’Allemagne, le Royaume-Uni et la Suisse abritent des groupes académiques pionniers et des startups, telles que Oxford PV, qui bénéficient à la fois de subventions nationales et d’initiatives à l’échelle de l’UE. Les facteurs politiques incluent le Green Deal Européen et la Stratégie Solaire, qui mettent l’accent sur le déploiement rapide de technologies photovoltaïques innovantes pour atteindre les objectifs climatiques de 2030.
- Allemagne : Le financement fédéral à travers le ministère Fédéral de l’Éducation et de la Recherche (BMBF) soutient les lignes pilotes et les partenariats industriels.
- Royaume-Uni : L’agence UK Research and Innovation (UKRI) soutient la commercialisation de la pérovskite et les études d’intégration au réseau.
Amérique du Nord voit une augmentation des capitaux-risques et du soutien du Département de l’Énergie (DOE) pour les PV en pérovskite. Le bureau des Technologies Solaire du DOE des U.S.A. a lancé de nouveaux financements pour la durabilité des modules en pérovskite et l’augmentation de l’échelle de fabrication, tandis que des startups comme Tandem PV attirent des investissements privés. Les normes de portefeuille renouvelable au niveau des États et les incitations de la loi sur la réduction de l’inflation catalysent davantage l’activité de R&D.
Dans l’ensemble, l’interaction de financements ciblés, de mandats politiques et de partenariats public-privé définit le paysage mondial de la recherche et du développement des PV en pérovskite en 2025, avec l’Asie-Pacifique, l’Europe et l’Amérique du Nord en tête comme des pôles d’innovation et d’investissement.
Défis, Risques et Opportunités Émergentes
La recherche et le développement (R&D) des photovoltaïques en pérovskite (PV) en 2025 se caractérisent par une dynamique entre défis, risques et opportunités émergentes qui façonnent la trajectoire de cette technologie solaire prometteuse. Bien que les cellules solaires en pérovskite (PSC) aient démontré des efficacités remarquables en laboratoire—dépassant 25 % dans les dispositifs à jonction unique et excédant 30 % dans les configurations tandem—leur chemin vers la commercialisation est entravé par plusieurs obstacles critiques.
Un défi principal demeure la stabilité opérationnelle à long terme des matériaux en pérovskite. Contrairement aux PV en silicium établis, les pérovskites sont très sensibles aux facteurs environnementaux tels que l’humidité, l’oxygène, la chaleur et la lumière ultraviolette, ce qui peut entraîner une dégradation rapide et une perte de performance. Les efforts visant à améliorer l’encapsulation et à développer des compositions de pérovskite plus robustes sont en cours, mais atteindre les durées de vie de 25 à 30 ans attendues dans l’industrie solaire reste un défi significatif. De plus, la présence de plomb dans les formulations de pérovskite les plus efficaces soulève des préoccupations environnementales et réglementaires, incitant à la recherche d’alternatives sans plomb, bien que celles-ci lag souvent en efficacité et en stabilité National Renewable Energy Laboratory.
L’évolutivité et la reproductibilité de la fabrication présentent également des risques. Bien que les PV en pérovskite puissent théoriquement être produits par des processus à faible coût et basés sur des solutions, la traduction des résultats à l’échelle laboratoire vers des modules de grande surface avec une qualité constante s’avère difficile. Des problèmes tels que la formation de défauts, l’uniformité et les pertes de rendement doivent être abordés pour permettre une production de masse rentable. En outre, la chaîne d’approvisionnement pour les matériaux précurseurs clés est encore en développement, et des goulots d’étranglement potentiels pourraient impacter la croissance future International Energy Agency.
Malgré ces défis, le secteur témoigne d’opportunités émergentes significatives. La compatibilité des pérovskites avec des substrats flexibles et des architectures tandem ouvre de nouveaux marchés, tels que les photovoltaïques intégrés aux bâtiments (BIPV), l’alimentation portable et des modules à haute efficacité pour des applications spatiales et spécialisées. Des partenariats stratégiques entre institutions de recherche et acteurs de l’industrie accélèrent le rythme de l’innovation, avec plusieurs lignes de production pilotes et projets démonstratifs en cours dans le monde Oxford PV. De plus, le soutien public et privé accru alimente la R&D sur la stabilité, l’atténuation de la toxicité et la fabrication évolutive, positionnant les PV en pérovskite comme un potentiel changeur de jeu dans le paysage des énergies renouvelables.
Perspectives Futures : Feuille de Route vers la Commercialisation et l’Expansion du Marché
Les perspectives futures pour la recherche et le développement (R&D) des photovoltaïques en pérovskite (PV) en 2025 se caractérisent par un passage stratégique de l’innovation à l’échelle laboratoire à la commercialisation à grande échelle et à l’expansion mondiale du marché. Alors que les cellules solaires en pérovskite (PSC) continuent de présenter des efficacités de conversion de puissance records—dépassant 26 % dans les dispositifs à jonction unique et plus de 33 % dans des configurations tandem—les parties prenantes de l’industrie intensifient leurs efforts pour surmonter les obstacles restants à une adoption massive, notamment en ce qui concerne la stabilité à long terme, l’évolutivité et la sécurité environnementale.
Les acteurs clés du secteur, notamment Oxford PV, Saule Technologies et Microquanta Semiconductor, devraient accélérer les lignes de production pilote et initier des déploiements commerciaux en 2025. Ces entreprises tirent parti des avancées en matière d’encapsulation, d’ingénierie de composition et de fabrication roll-to-roll pour améliorer la durabilité et la manufacturabilité des modules en pérovskite. La feuille de route vers la commercialisation est en outre soutenue par des initiatives collaboratives entre le milieu académique, l’industrie et les agences gouvernementales, telles que le programme Horizon Europe de l’Union Européenne et le Bureau des Technologies Solaire du Département de l’Énergie des États-Unis, qui dirigent un financement important vers la R&D et des projets de démonstration en pérovskite.
- Stabilité et Durée de Vie : En 2025, la recherche devrait aboutir à des modules en pérovskite avec des durées de vie opérationnelles dépassant 20 ans, un jalon critique pour la bancabilité et l’acceptation sur le marché. Les innovations en ingénierie des interfaces et en matériaux résistants à l’humidité sont centrales à ces avancées.
- Augmentation de l’Échelle de Fabrication : La transition des cellules à petite surface vers des modules à grande surface est facilitée par des techniques de dépôt évolutives telles que le revêtement par slot-die et l’impression à jet d’encre. Le National Renewable Energy Laboratory prévoit que la capacité mondiale de production de modules en pérovskite pourrait atteindre plusieurs gigawatts d’ici la fin de 2025.
- Expansion du Marché : La commercialisation initiale ciblera des applications de niche—telles que les photovoltaïques intégrés aux bâtiments (BIPV), l’électronique portable et l’intégration tandem avec le silicium—avant de s’étendre vers les marchés conventionnels à l’échelle des services publics. La région Asie-Pacifique, menée par la Chine et la Corée du Sud, est prête à devenir un pôle majeur pour l’adoption précoce et la fabrication.
Dans l’ensemble, les perspectives pour 2025 en matière de R&D des PV en pérovskite sont empreintes d’un optimisme prudent, le secteur étant prêt à passer de la science révolutionnaire à des solutions commerciales percutantes. Les 12 à 24 prochains mois seront décisifs pour déterminer le rythme et l’échelle de l’intégration des photovoltaïques en pérovskite dans le paysage énergétique mondial, comme le soulignent des analyses récentes de Wood Mackenzie et International Energy Agency.
Sources & Références
- National Renewable Energy Laboratory
- Helmholtz-Zentrum Berlin
- Oxford PV
- Commission Européenne
- Nature Energy
- imec
- University of Oxford
- École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)
- Solarmer Energy
- Saule Technologies
- Microquanta Semiconductor
- First Solar
- JinkoSolar
- MarketsandMarkets
- IDTechEx
- New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO)
- HORIZON Europe
- International Energy Agency
- Wood Mackenzie
