La Pologne révolutionne le marché de l’énergie photovoltaïque avec les pérovskites

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28 février 2019

Des panneaux solaires légers, souples, efficaces, à taux de transparence et à teinte variables, bon marché, qu’on peut poser facilement sur un laptop, une voiture, un drone, un vaisseau spatial ou un bâtiment, même à l’intérieur. A l’origine de cette innovation une physicienne polonaise : Olga Malinkiewicz.

Qu’est-ce que les Pérovskites ?

Les pérovskites furent décrites déjà dans les années 1830 par l’Allemand Gustav Rose qui faisait ses recherches dans l’Oural. C’est lui qui a donné à sa découverte ce nom étrange de pérovskite, en l’honneur du minéralogiste russe Lev Perovski. C’est un minéral noire ou brun-rouge, d’aspect métallique, et assez rare.

La pérovskite désigne aujourd’hui une structure atomique particulière, répandue dans la nature et facile à obtenir en laboratoire.

En 2012, les scientifiques se sont aperçus que certaines pérovskites présentaient des propriétés - bonne séparation et mobilité des charges électriques mais aussi bonne absorption de la lumière du soleil - qui pourraient permettre de doper les rendements des cellules photovoltaïques.

Il a fallu attendre 2009 et les travaux du chercheur japonais Tsutomu Miyasaka, poursuivis par d’autres, notamment à l’Université d’Oxford et à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), pour découvrir l’aptitude des pérovskites à former des cellules photovoltaïques.

Cellules à pérovskites ou cellules à base de silicium ? Les deux !

Chacune présente ses atouts et ses limites. Et aujourd’hui, c’est en combinant les deux que des chercheurs ont atteint un record de rendement pour une cellule dite à double jonction : une cellule solaire photovoltaïque à base de silicium « tartinée » de pérovskite.

L’objectif de la cellule à double jonction est de profiter des caractéristiques de deux cellules de nature différente pour maximiser la conversion des rayons lumineux en énergie électrique. Or en la matière, pérovskites et silicium sont complémentaires. Car les premières convertissent plus efficacement la lumière bleue ou verte et le second, la lumière rouge ou infrarouge.

La découverte qui change la donne

Un pas crucial est ensuite fait en 2013 par une jeune Polonaise, Olga Malinkiewicz, alors doctorante à l’Institut des sciences moléculaires (ICMol) de l’Université de Valence, en Espagne. En marge de ses études, elle crée une cellule photovoltaïque en posant une couche de pérovskites par évaporation, et finalement par simple impression à jet d’encre. Plus besoin de hautes températures pour mettre une couche photovoltaïque sur tout type de support et notamment sur une couche de cellules de silicium.

Sa découverte lui vaut un article dans la revue Nature, une vague de commentaires scientifiques et médiatiques, mais aussi le prestigieux prix du concours Photonics 2, organisé par la Commission européenne, et un autre du MIT.

Laboratoires et production industrielle : du « made in Poland »

En 2017 elle fonde avec deux entrepreneurs à Wrocław la société Saule Technologies. En plus de ces laboratoires, l’entreprise fait construire un site de production à l’échelle industrielle à Wroclaw.

La capacité de cette usine atteindra 40.000 m2 de panneaux à la fin de cette année et 180.000 m2 en 2020 - soit plus que les 113 000 m2 installés par la Pologne en 2017.

Rédacteur :
Thibaud DUBRULE, Chargé de Mission Scientifique à l’Ambassade de France en Pologne, thibaud.dubrule[at]diplomatie.gouv.fr