Le laboratoire de calibration du Fraunhofer ISE a certifié 152 records de rendement photovoltaïque en quarante ans

Le Fraunhofer ISE fête les quarante ans de son CalLab, le laboratoire de calibration qui mesure les cellules solaires depuis 1986 et les modules depuis 1991. Sur les milliers de cellules et de modules dont il a calibré la puissance, 152 se sont révélés des records, 86 cellules et 66 modules, surtout en silicium. Le premier, en 1992, était un mini-module silicium à 16,4% soumis par Deutsche Aerospace avec des wafers Bayer ; le plus récent est un module d’Azur Space, Temicon et du Fraunhofer ISE à 34,4%, le meilleur rendement au monde à ce jour.

« En tant que laboratoire de calibration, on a le privilège d’accompagner au plus près l’évolution des rendements dans le photovoltaïque », souligne Martin Kaiser, responsable du CalLab PV Modules. Là où un petit module silicium à 16,4% établissait un record aux débuts du laboratoire, les grands modules silicium d’aujourd’hui approchent la limite physique du matériau : le dernier record silicium mesuré à Fribourg, soumis par Longi en 2025, atteint 26,2%. Le décompte des 152 records repose sur les 68 éditions des « Solar Cell Efficiency Tables » publiées de 1992 à 2026, et l’institut met en ligne un graphique interactif qui permet de filtrer chaque valeur par type de cellule, surface et technologie.

Pour dépasser la limite du silicium, les laboratoires du monde entier combinent plusieurs sous-cellules en semi-conducteurs différents, et le CalLab calibre depuis quelques années de plus en plus de cellules et de modules tandem et multijonctions. La cellule la plus efficace au monde, à 47,6%, est une quadruple jonction en phosphure de gallium-indium, arséniure d’aluminium-gallium, arséniure-phosphure de gallium-indium et arséniure de gallium-indium, dont le laboratoire a confirmé le record, toujours invaincu, en 2022. Le module d’Azur Space et Temicon, dont le record avait été annoncé en février, associe pour sa part trois cellules III-V sur germanium.

« Notre objectif est d’accompagner chaque développement photovoltaïque avec des valeurs de mesure fiables. Pour cela, nous faisons sans cesse évoluer nos techniques de mesure, souvent en étroite collaboration avec les fabricants d’instruments, et nous travaillons au sein des comités de normalisation, avec d’autres, à des méthodes de mesure standardisées pour les nouveaux types de cellules et de modules », explique Jochen Hohl-Ebinger, responsable du CalLab PV Cells. Les cellules et modules tandem pérovskite-silicium ont ainsi appelé de nouvelles méthodes ces dernières années, et le CalLab PV Modules s’est doté d’un simulateur solaire multispectral. « Des laboratoires de calibration indépendants, et donc respectés par tous les acteurs de la filière dans le monde, sont essentiels pour l’industrie photovoltaïque. Sans mesures de puissance impartiales et traçables de manière transparente, il n’y a pas de concurrence loyale. Au bout du compte, nous en profitons tous », conclut Andreas Bett, directeur de l’institut.

Installé à Fribourg-en-Brisgau, le Fraunhofer ISE (Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire) est l’institut de la Fraunhofer-Gesellschaft consacré à l’énergie solaire, des matériaux, cellules et modules photovoltaïques aux systèmes énergétiques, au stockage et à l’hydrogène.