Cellules solaires tandem : LONGi bat un record d’efficacité et relance le débat sur la pérovskite

Certains progrès technologiques semblent réécrire les règles du jeu énergétique. Avez-vous remarqué à quel point l’efficacité devient un enjeu central dans nos choix de rénovation ?

Longtemps considérée comme proche de son rendement maximal, l’énergie solaire connaît aujourd’hui une nouvelle accélération technologique. Le secteur photovoltaïque est en pleine effervescence, porté par des avancées scientifiques majeures.

Dernière en date : un record mondial d’efficacité établi par le fabricant chinois LONGi, grâce à une cellule solaire tandem combinant silicium et pérovskite. Une performance qui confirme que le solaire est encore loin d’avoir atteint ses limites.

Le silicium : une technologie mature, mais plafonnée

Depuis plusieurs décennies, le silicium constitue la base de la quasi-totalité des panneaux solaires installés dans le monde. Les progrès constants ont permis de franchir le seuil symbolique des 20 % d’efficacité, avec des cellules commerciales atteignant aujourd’hui jusqu’à 26 %. Concrètement, cela signifie qu’un quart de l’énergie solaire reçue est convertie en électricité.

Cependant, cette technologie se heurte à une contrainte physique bien identifiée : la limite de Shockley-Queisser. Fixée à 33,7 %, elle correspond au rendement théorique maximal d’une cellule photovoltaïque à jonction unique en silicium. Cette limite s’explique par l’incapacité du matériau à absorber l’ensemble du spectre lumineux, une part significative de l’énergie étant dissipée sous forme de chaleur. Même avec des optimisations extrêmes, le silicium seul ne peut aller au-delà.

Les cellules tandem : la percée silicium-pérovskite

Pour contourner cette barrière théorique, les chercheurs explorent une autre voie : l’empilement de matériaux aux propriétés complémentaires. La pérovskite, un semi-conducteur très prometteur, s’est rapidement imposée comme un candidat idéal. Utilisée en combinaison avec le silicium, elle permet de créer des cellules dites « tandem », capables de capter une plus large plage du spectre solaire.

Ces dernières années, les records se sont succédé à un rythme soutenu. En juin 2024, LONGi annonçait une efficacité de 30,1 %. Quelques mois plus tard, le rendement atteignait 33,9 %, franchissant pour la première fois la limite de Shockley-Queisser et validant le potentiel supérieur des cellules tandem.

La dynamique s’est poursuivie avec une nouvelle annonce à 34,6 %, des travaux publiés dans la revue scientifique Nature. Cette avancée est le fruit d’une collaboration avec l’Université de Soochow, à Taïwan, reposant sur des molécules spécifiquement conçues pour optimiser la structure de la pérovskite. Un record encore plus élevé, à 34,85 %, a par ailleurs été certifié par le NREL.

Une technologie prometteuse, mais encore perfectible

Pour de nombreux experts, les cellules tandem représentent l’avenir du photovoltaïque, notamment dans les environnements urbains où la surface disponible est limitée et où des rendements élevés sont indispensables. Toutefois, leur généralisation ne semble pas imminente.

L’industrie du silicium bénéficie d’une chaîne de production extrêmement robuste et de coûts très compétitifs. En France, il est possible de trouver des panneaux solaires à environ 100 euros l’unité, onduleur intégré. À l’inverse, la pérovskite présente encore des défis techniques, en particulier une forte sensibilité à l’humidité, qui limite sa durabilité à long terme.

Malgré ces obstacles, la recherche s’intensifie dans de nombreux pays, dont la France. Le CEA a récemment annoncé un rendement de 30,8 % sur une cellule de 9 cm², une surface bien supérieure aux standards habituels en laboratoire. Un signal fort montrant que le solaire continue de progresser à grande vitesse.

Juliette Cosson( Rédactrice )

Je suis une rédactrice spécialisée dans le domaine de l’énergie solaire. Pour moi, la protection de l’environnement et le développement durable sont des causes importantes. C’est pourquoi je me suis concentrée sur l’énergie solaire pour contribuer à la lutte contre les changements climatiques et la préservation de la planète. Mon travail consiste à écrire des articles sur le passage à l’énergie solaire à la maison pour le site Azaneo.