Le solaire photovoltaïque est la source d’énergie renouvelable qui connait le développement le plus rapide et est devenue, du fait de la surproduction chinoise massive de panneaux, la moins coûteuse. Mais cela n’efface pas pour autant les faiblesses de cette technologie, à savoir l’intermittence, la durée de vie des équipements et surtout un rendement énergétique effectif limité de l’ordre de 20% en moyenne.
Depuis plus d’une décennie, les recherches sur un changement radical de technologie des panneaux bénéficient de financements considérables et les annonces de progrès majeurs se succèdent… sans se traduire dans les faits. Un phénomène très classique dans le monde de la transition énergétique qui atteint son paroxysme avec les batteries.
Des promesses et de nombreux avantages
Mais pour en revenir aux panneaux photovoltaïques, le passage à la technologie pérovskite, annoncé depuis plusieurs années, semble enfin prendre forme. Et les annonces de progrès majeurs se succèdent. Elle promet un rendement supérieur à 25%, qui est un progrès considérable, une durée de vie d’au moins 20 ans des panneaux et surtout des coûts de fabrication très réduits et une très grande facilité de production. L’avantage principal de la pérovskite est d’être un bien meilleur conducteur d’électricité que le silicium des panneaux classiques. Ce matériau minéral permet des rendements théoriques dépassant les 30%.
Il s’agit d’un minéral composé de calcium, de titane et d’oxygène (titanate de calcium) découvert par un minéralogiste russe, Lev Perovski, en 1839 dans l’Oural et baptisé en son honneur par le minéralogiste allemand Gustav Rose. La pérovskite surgit ainsi l’année même où Edmond Becquerel découvre l’effet photoélectrique… Il faudra attendre 2006 pour que le Japonais Tsutomu Miyasaka de l’université Toin révèle que certaines pérovskites ont des propriétés semiconductrices remarquables.
Un rendement supérieur à 30%…
Des chercheurs de l’Université polytechnique du Nord-Ouest, en Chine ont annoncé dans la revue Journal of Energy Chemistry avoir développé des cellules solaires en pérovskite atteignant une efficacité de plus de 30%. Et des scientifiques du Centre basque pour les applications des matériaux et les nanostructures de Leioa ont développé des cellules solaires en pérovskite atteignant une efficacité de 25,1% tout en promettant une grande durabilité. Jusqu’à présent, un des problèmes majeurs avec la pérovskite était que soit les cellules étaient performantes, mais peu durables, soit elles duraient longtemps… avec des performances médiocres.
Et puis la production de panneaux à la pérovskite s’annonce aussi à la fois bien plus facile et plus compétitive… Les panneaux actuels en silicium nécessitent des températures de plus de 1.000 °C et des salles blanches ultra-sécurisées. Cela explique pourquoi l’empreinte carbone de l’électricité solaire est de loin la plus élevée des renouvelables et même très supérieure à celle du nucléaire.
Peu coûteux et flexibles
En revanche, les cellules en pérovskite peuvent être fabriquées à température ambiante, presque comme si on imprimait un journal. Non seulement cette simplicité de fabrication consomme peu d’énergie mais pourrait permettre de diviser par deux ou trois le coût de production des panneaux. Elle permettrait également de créer des panneaux solaires flexibles, qu’on pourrait par exemple installer sur des surfaces courbes ou intégrer directement dans des matériaux de construction. En étant peu coûteux et flexibles, les panneaux en pérovskite pourraient s’intégrer aux tuiles, aux façades, aux vitres… transformant chaque surface exposée au soleil en potentiel générateur d’électricité.
Maintenant, tous les problèmes liés au pérovskite sont loin d’être réglés. Notamment le fait que ce matériau contient du plomb en quantités certes minimes mais bien réelles. Des alternatives sans plomb ont été développées, mais jusqu’à présent leurs performances sont médiocres.
