Sur un toit encombré de cheminées ou dans une centrale à l’espace contraint, chaque mètre carré compte. C’est là que le solaire tandem fait rêver : ajouter au silicium une couche de pérovskite pour convertir davantage de lumière en électricité, sans agrandir les panneaux. La promesse est sérieuse, portée par des progrès rapides en laboratoire. Mais entre une cellule championne et un équipement capable de produire pendant plusieurs décennies, il reste un parcours industriel exigeant. À l’horizon de septembre 2026, le véritable test n’est pas seulement le rendement : c’est la confiance.
Cette analyse s’appuie sur les résultats scientifiques et les développements industriels documentés jusqu’en 2024. Les perspectives évoquées pour 2026 sont des projections, et non un bilan d’annonces ou de performances vérifiées à cette date.
Deux matériaux pour mieux partager la lumière
Le silicium domine le photovoltaïque parce qu’il combine efficacité, stabilité et fabrication massive. Mais une cellule classique utilise imparfaitement le spectre solaire. Une partie de l’énergie des photons les plus énergétiques finit notamment en chaleur. Améliorer les procédés permet encore de progresser, sans supprimer les limites physiques d’une cellule à jonction unique.
Le tandem change d’approche : il superpose deux absorbeurs aux propriétés complémentaires. Au-dessus, une pérovskite capte une partie de la lumière visible, notamment les photons les plus énergétiques. En dessous, le silicium exploite davantage les longueurs d’onde qui traversent cette première couche. Le spectre est mieux réparti, donc potentiellement mieux valorisé.
« Pérovskite » désigne ici une structure cristalline, pas un matériau unique. Les compositions étudiées pour le photovoltaïque sont généralement des halogénures métalliques, souvent à base de plomb. Leur intérêt tient notamment à une propriété précieuse : leur bande interdite, qui détermine quelles énergies lumineuses elles absorbent, peut être ajustée par leur composition.
Des records impressionnants, mais pas encore une facture électrique
En 2024, des cellules tandem pérovskite-silicium avaient déjà dépassé 34 % de rendement certifié en laboratoire. Ce niveau dépasse les performances des meilleures cellules de silicium seules et montre que l’empilement fonctionne. La progression est d’autant plus remarquable que cette filière est jeune face aux décennies de développement du silicium.
Attention toutefois à ce que mesure un record. Il concerne une cellule, une surface donnée et des conditions normalisées. Un module commercial intègre des interconnexions, des bordures, du verre et différents matériaux de protection. Ces éléments entraînent des pertes. À grande surface s’ajoutent les difficultés d’uniformité : une zone mal déposée peut pénaliser l’ensemble.
Le bon indicateur final reste l’électricité produite sur toute la vie du panneau. Un rendement initial supérieur ne garantit pas un meilleur investissement si la puissance baisse trop vite. Température, ombrage, spectre lumineux et comportement électrique des deux sous-cellules comptent aussi. Dans les architectures à deux bornes, leur connexion en série impose notamment de bien équilibrer leurs courants.
Le soleil est aussi un test de résistance
Le paradoxe des pérovskites est simple : elles doivent durer sous les contraintes mêmes qui leur permettent de produire. Lumière intense, chaleur et tension électrique peuvent favoriser des transformations internes. L’humidité et l’oxygène constituent d’autres ennemis. Selon les compositions et les interfaces, des ions se déplacent, des défauts apparaissent et les performances se dégradent.
Pour certaines pérovskites à large bande interdite utilisées en tandem, la séparation de phases sous illumination représente une difficulté supplémentaire. La composition locale peut évoluer, modifiant les propriétés optiques et électriques. Les chercheurs travaillent donc autant sur la chimie du matériau que sur la passivation des défauts et les couches qui extraient les charges.
L’encapsulation est essentielle, mais ce n’est pas une baguette magique. Elle doit limiter les infiltrations sans fragiliser l’empilement, résister aux cycles thermiques et rester compatible avec les procédés industriels. Les bords, les joints et les interfaces deviennent aussi importants que la couche active. Un excellent matériau mal protégé ne fait pas un bon panneau.
Ce que les essais accélérés ne disent pas seuls
Les essais de chaleur humide, de cycles thermiques ou d’exposition lumineuse permettent de comparer les solutions et d’éliminer certaines faiblesses. Réussir une qualification selon les normes photovoltaïques constitue une étape nécessaire. Cela ne démontre pas automatiquement une durée de vie de vingt-cinq ou trente ans, surtout pour une technologie dont les mécanismes de vieillissement diffèrent.
Il faut combiner essais accélérés, compréhension physique et mesures prolongées en extérieur. Un climat chaud et sec ne sollicite pas un panneau comme une région humide ou soumise au gel. Pour les acheteurs, la question devient concrète : quelles pertes sont observées, dans quelles conditions, et qui assumera financièrement une dégradation excessive ?
Fabriquer des millions de fois la même bonne cellule
Déposer une couche de pérovskite sur une petite surface est une chose ; la reproduire rapidement sur des cellules industrielles en est une autre. Épaisseur, cristallisation, pureté et absence de défauts doivent rester maîtrisées. Les surfaces texturées du silicium, utiles pour piéger la lumière, compliquent encore l’obtention d’un revêtement homogène.
Plusieurs voies coexistent : dépôts en solution, procédés sous vide ou approches hybrides. Chacune impose des compromis entre cadence, consommation de matière, contrôle des couches et investissement. Les solvants, leur récupération et la sécurité des opérateurs entrent également dans l’équation. Une recette efficace au laboratoire n’est pas nécessairement adaptée à une ligne continue.
En 2024, des acteurs comme Oxford PV avaient déjà engagé une industrialisation du tandem pérovskite-silicium. Ces démarches donnent une réalité manufacturière au concept, sans démontrer à elles seules sa compétitivité à très grande échelle. Le rendement de fabrication — la proportion de produits conformes — sera aussi décisif que le rendement électrique.
Une innovation face à un silicium redoutablement compétitif
Le tandem ne concurrence pas une technologie immobile. Les cellules de silicium progressent, notamment avec les architectures TOPCon et à hétérojonction. Surtout, leur industrie bénéficie d’équipements amortis, de chaînes logistiques établies et de volumes considérables. La pression sur les prix des modules rend tout surcoût difficile à défendre.
Le tandem pourrait donc convaincre d’abord là où l’espace coûte cher : toitures contraintes, bâtiments commerciaux ou projets limités par leur emprise. Plus de puissance par panneau peut réduire certains coûts de structure, de câblage ou de pose à puissance installée égale. Mais ce bénéfice devra compenser le prix supplémentaire et les incertitudes de vieillissement.
Le plomb ajoute une exigence environnementale. Le risque dépend notamment de son confinement et de son éventuelle dispersion après casse. Des couches capables de le retenir, des procédures de collecte et un recyclage adapté doivent accompagner le produit. Promettre une électricité bas carbone ne dispense pas d’organiser la fin de vie des matériaux.
Et maintenant ? Pour 2026 et au-delà, le scénario crédible est celui d’une montée en puissance progressive plutôt que d’un remplacement soudain du silicium. Les preuves décisives seront des modules reproductibles, des données de terrain transparentes, des garanties solides et une production économiquement viable. Le tandem possède un avantage physique réel. À lui de démontrer que cet avantage survit à l’usine, aux saisons et au temps long.
