Les chercheurs du CEA à l’INES ont atteint un rendement de 21.2 %, pour les cellules solaires flexibles à pérovskite sur substrat PET. Ce rendement se rapproche de celui des cellules flexibles record au niveau mondial, tout en étant obtenu sur des dispositifs dont la surface active est près de 3 fois plus grande.

21.2% c’est le nouveau record du CEA à l’INES pour des cellules solaires pérovskites flexibles
Les cellules solaires à base de pérovskite sont l'une des avancées les plus prometteuses dans le domaine de l'énergie solaire photovoltaïque. Fabriquées à partir de matériaux peu coûteux et faciles à transformer, elles atteignent désormais jusqu’à 28% de rendement de conversion pour des panneaux rigides. Impressionnant.
Leur version adaptée à des supports flexibles, souples et légers, avance aussi et atteint un rendement record au niveau mondial de 24,52 % sur une surface active encore très restreinte 0,092 cm². Elle intéresse également la communauté car elle permet d’envisager de nouvelles applications - les textiles intelligents, les applications spatiales ou l'intégration directe aux bâtiments - tout en permettant une production industrielle à grande échelle.
Mais, comme souvent, ce n’est pas si simple. La fabrication de ces modèles flexibles impose des températures plus basses quand il faut chauffer les matériaux afin de ne pas endommager le polymère. Cette contrainte thermique peut créer de légers défauts dans la structure des cellules, et réduire leur efficacité par rapport aux formes rigides comme le verre. Pour surmonter cet obstacle, les chercheurs développent des techniques de fabrication à basse température, des traitements chimiques protecteurs, et des méthodes d'impression avancées afin de produire des panneaux solaires flexibles, à la fois durables, très performants et prêts pour le marché commercial.
Les chercheurs du CEA à l’INES ont franchi une étape importante dans le développement de ces cellules solaires flexibles à base de pérovskite.
En intégrant un revêtement anti-reflet et en repensant le design des connexions électriques, nos équipes ont réussi à réduire les pertes d'énergie. Grâce à cette innovation, nos laboratoires ont établi un nouveau record interne en portant le rendement de ses cellules de 19,2 % à 21,2 %. Cet excellent résultat se rapproche du record mondial actuel pour des cellules pérovskites flexibles (24,52 %), tout en ayant été obtenu sur une surface près de 3 fois plus grande (0,28 cm2). Il démontre qu'il est possible d'agrandir ces cellules flexibles tout en maintenant une excellente efficacité.
La performance et de la fiabilité de ces cellules solaires flexibles peuvent être améliorées à l’avenir en optimisant notamment l'ensemble des couches qui les composent. Il faudra tester et adapter les matériaux conducteurs pour mieux extraire le courant et renforcer la résistance des panneaux face aux conditions environnementales.
En parallèle, il sera intéressant aussi de transférer le procédé sur de nouveaux supports flexibles, plus résistants à la chaleur, aux déformations mécaniques et aux radiations, pour viser des applications spatiales, comme suggéré dans le projet JUMP INTO SPACE.
Ces travaux ont été réalisés dans le cadre du projet européen JUMP INTO SPACE qui, parmi ses objectifs, vise la mise au point d’une architecture cellule à base de Pérovskite simple jonction sur substrat flexible.


