Vieillissement en extérieur : une première pour les cellules photovoltaïque tandem Si/PK

Dans le cadre de leur partenariat, 3SUN et le CEA ont lancé leur première campagne de vieillissement en extérieur de cellules photovoltaïques tandem pérovskites sur silicium (Si/PK). Cette étape essentielle vise à évaluer leur stabilité dans des conditions climatiques réelles, une nécessité pour envisager leur industrialisation.

Affichant des rendements supérieurs à 30 %, les cellules tandem Si/PK suscitent un fort intérêt en tant que technologie photovoltaïque de prochaine génération. Toutefois, leur durée de vie et leur résistance aux facteurs environnementaux constituent encore des verrous majeurs.

Pour tester leur robustesse, les cellules ont été exposées à un environnement extérieur complet : cycles jour/nuit, variations de température, humidité élevée et changements spectraux. Ces éléments, difficilement reproductibles en laboratoire, permettent une évaluation plus fidèle de leur comportement dans des conditions d’utilisation réelles.

La campagne a été menée en 2024 sur le banc MPPT installé sur les toits de l’INES. Elle a porté sur différentes architectures de sous-cellules pérovskites, afin d’identifier les structures les plus stables et les matériaux les plus prometteurs.

Les premiers enseignements de cette étude sont encourageants :

• Les matériaux d’encapsulation testés offrent une bonne protection contre les agressions extérieures.

• Les couches sélectives jouent un rôle déterminant dans la stabilité globale des dispositifs.

• La couche pérovskite de référence développée par les équipes du CEA montre de bons résultats face aux autres échantillons.

En parallèle, les données issues de cette campagne alimentent le développement de tests de vieillissement accéléré en intérieur. Objectif : reproduire, de manière plus rapide, les mécanismes de dégradation observés en extérieur, et ainsi accélérer le développement vers une technologie mature et stable.

La corrélation entre les tests extérieurs et accélérés a pu être confirmée, validant la fiabilité de cette double approche.

D’autres campagnes sont déjà programmées dans les mois à venir, aussi bien chez 3SUN qu’au CEA. Elles permettront de :

• faire évoluer les procédés d’encapsulation,

• valider certaines architectures de cellules,

• approfondir la compréhension des modes de dégradation.