L’institut Fraunhofer ISE inaugure un laboratoire pour accélérer la commercialisation des cellules photovoltaïques pérovskite-silicium

En appliquant une cellule pérovskite de seulement 500 nanomètres d’épaisseur sur une cellule solaire conventionnelle en silicium, le rendement théorique passe de 29,4% à 43,3%. Afin de faciliter l’industrialisation de cette technologie tandem, l’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire (Fraunhofer ISE) a inauguré un nouveau laboratoire. Baptisé « Pero-Si-SCALE », ce laboratoire offre une infrastructure de R&D indépendante et est accessible à l’industrie photovoltaïque allemande et européenne.

Les fabricants de cellules et de modules solaires peuvent notamment l’utiliser pour adapter de nouvelles conceptions de cellules à des formats plus grands grâce à des procédés de fabrication standard, les analyser en profondeur et les intégrer dans des modules photovoltaïques.

« Le photovoltaïque est loin d’être un domaine pleinement exploré. Au contraire, il reste encore beaucoup à faire, et les cellules solaires tandem sont essentielles pour atteindre une efficacité encore plus grande. Cela se traduit par une production d’énergie solaire accrue sur une surface réduite et avec une consommation de matériaux moindre », a déclaré le professeur Stefan Glunz, directeur de la division photovoltaïque de l’institut Fraunhofer ISE, lors de l’inauguration.

La nouvelle plateforme Pero-Si-SCALE s’appuie sur les développements réalisés en laboratoire (niveaux de maturité technologique TRL1 à TRL4) et transpose les conceptions de cellules innovantes à des formats industriels – jusqu’à une taille de plaquette de 210 x 210 millimètres – grâce à des procédés de fabrication à haut débit et évolutifs. Outre le développement de cellules et de modules solaires en silicium pérovskite, ainsi que des technologies associées à leur fabrication, la plateforme Pero-Si-SCALE offre également un environnement complet de caractérisation et d’analyse.

« Cette nouvelle infrastructure s’appuie sur 20 ans d’expérience dans le développement industriel de cellules photovoltaïques en silicium au sein du Centre d’évaluation des technologies photovoltaïques (PV-TEC). Le PV-TEC assure également l’approvisionnement du laboratoire Pero-Si-SCALE en cellules inférieures en silicium optimisées, ainsi qu’une étroite collaboration avec les procédés de production actuels », explique le Dr Ralf Preu, directeur de la division Photovoltaïque de Fraunhofer ISE.

Fraunhofer ISE privilégie la voie hybride – combinant procédés sous vide et procédés chimiques par voie humide – pour la fabrication des cellules solaires tandem pérovskite-silicium. Grâce à cette technologie, l’institut a déjà atteint des rendements de pointe supérieurs à 33% à l’échelle du laboratoire. Ce procédé présente l’avantage de permettre l’utilisation de cellules solaires en silicium texturé « standard » issues du marché. Cela permet une intégration directe aux normes actuelles des cellules solaires et un rendement énergétique supérieur pour les modules tandem. La combinaison réussie d’une grande variété de technologies de dépôt de couches minces avec la technologie du silicium sur plaquette représente le défi d’une mise en œuvre industrielle efficace.

© Fraunhofer ISE / Photo : Michael Spiegelhalter