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Panneaux solaires : la pérovskite bat enfin le silicium en conditions réelles
Des chercheurs chinois et canadiens, sous la direction de l’Université de Nanjing (Chine), ont comparé deux technologies photovoltaïques au sein d’une même centrale pendant trois mois. D’un côté, un système en pérovskite de 1 mégawatt (MW) dont nous vous avons déjà parlé lors de son lancement, et de l’autre, une installation de 3,5 MW équipée de panneaux en silicium.
À l’issue de l’essai, l’équipe a constaté que la pérovskite produisait davantage d’électricité à capacité installée équivalente. Plus intéressant encore, plus la température augmentait, plus l’écart de performance entre les deux technologies se creusait.
Cet avantage par temps chaud n’a rien d’un hasard : le silicium perd en rendement à mesure qu’il chauffe, alors que la pérovskite encaisse bien mieux la hausse des températures. Un atout de poids pour les grandes centrales installées en plein soleil, où les modules dépassent facilement les 60 °C en journée.
Dans le détail, le test a été mené cette année, de mars à mai. En termes de rendement, la pérovskite s’est montrée plus performante que le silicium durant les trois mois. L’écart atteignait 3,42 % en mars, 3,79 % en avril et 5,81 % en mai.
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Pour parvenir à ces résultats, les chercheurs ont dû s’attaquer à l’un des principaux défauts de la pérovskite. Ce matériau présente en effet des défauts microscopiques à sa surface, qui perturbent la circulation des charges électriques et entraînent des pertes d’énergie. Plus la cellule est grande, plus ces pertes deviennent importantes.
La nouvelle méthode développée, détaillée récemment dans la revue Nature, vise à neutraliser ces défauts et à stabiliser la surface du matériau. Pour cela, les chercheurs ont appliqué un traitement à base de carboxylates de plomb et enrichi la surface en iodure. Cette technique a permis de réduire les pertes électriques, mais aussi de renforcer la résistance de l’interface aux agressions extérieures (humidité, chaleur, …).
En outre, après 1 300 heures d’exposition à 85 °C et 85 % d’humidité relative, les panneaux ayant reçu un traitement chimique conventionnel avaient perdu 39 % de leur efficacité, contre seulement 2 % pour ceux bénéficiant du nouveau traitement. Les modules ont également conservé presque intégralement leurs performances après 300 cycles de température compris entre -40 °C et 85 °C.
L’un des principaux intérêts de la méthode est également de permettre à la pérovskite de conserver un rendement élevé même lorsque la taille des modules augmente. Les chercheurs ont obtenu un rendement de 22 % sur un module de 0,72 m², avec une puissance de sortie de 158,4 watts.
Ce module d’un mètre carré n’est d’ailleurs pas le seul record signé par l’équipe. Sur une surface plus petite de 810 cm², les chercheurs revendiquent un rendement certifié de 24 %, présenté comme un record du monde pour ce format et validé par le TÜV SÜD en Chine.