Les « autocollants » solaires en pérovskite arrivent bientôt : comment des laminés flexibles pourraient transformer murs, voitures et toits en centrales électriques

• Un module pérovskite flexible avec WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/jour a conservé 84 % de sa puissance après 2 000 heures à 85°C/85 % HR (Damp-Heat).
• Le Japon subventionne Sekisui Chemical pour construire une usine de pérovskite de type film de 100 MW d’ici 2027 afin d’atteindre environ 20 GW de capacité d’ici 2040.
• Anker a présenté un parasol de plage alimenté par pérovskite au CES 2025.
• Un tandem flexible pérovskite/silicium a atteint une efficacité certifiée de 29,88 % dans un dispositif de recherche de petite surface.
• Une startup chinoise a dévoilé un module flexible de 1,2 m × 1,6 m, d’une puissance nominale de 260–300 W et pesant 2,04 kg (≈147 W/kg).
• Plusieurs fabricants ont passé les tests de fiabilité IEC 61215/61730 (y compris 3× damp-heat/thermal cycling), signalant des progrès vers des normes pour les modules flexibles.
• La production roll-to-roll peut fabriquer des dispositifs à <150°C, avec une projection techno-économique d’environ 0,7 $/W à 1 000 000 m²/an.
• Les films barrières et les scellements de bords sont essentiels ; les stratégies incluent les adhésifs PIB et la lamination à faible contrainte pour réduire les dommages thermiques/mécaniques.
• Les efforts de gestion du plomb incluent des encapsulants barrières externes et des dopants internes pour immobiliser le Pb, ainsi que des plans de recyclage en fin de vie.
• Les pilotes sur façades au Japon et les démonstrations à l’Expo 2025 visent les enveloppes de bâtiments, les façades courbes et les dispositifs portables comme cibles à court terme.

Les photovoltaïques pérovskites ultra-fins laminés sur des films flexibles passent du laboratoire au marché. Le Japon investit massivement (des milliards) et les premiers produits et pilotes apparaissent. La promesse : de l’énergie légère sur des surfaces courbes ou à contrainte de poids, avec une fabrication rapide, à basse température, en roll-to-roll. Les obstacles : durabilité (humidité/chaleur), gestion sûre du plomb et certification bancaire. ^[1], ^[2], ^[3]

Ce que nous entendons par « photovoltaïques à base de pérovskites en laminés flexibles »

Les pérovskites sont une classe de matériaux cristallins qui convertissent la lumière en électricité de manière très efficace et peuvent être traités à partir d’encres à basse température. Les laminés flexibles emballent ces cellules entre des films barrières polymères et des adhésifs (au lieu de verre lourd), créant des feuilles solaires fines et légères qui peuvent se plier et épouser des surfaces comme des façades, membranes, véhicules, tentes et dispositifs IoT. ^{[4][5] [6]}

Une pile flexible typique ressemble à ceci (de l’avant vers l’arrière) :

• substrat polymère transparent (par ex. PET ou PI) avec une fine couche conductrice,
• couches de transport d’électrons/trous,
• l’absorbeur pérovskite,
• une fine électrode arrière (métal, carbone ou conducteur transparent),
• adhésif d’encapsulation (POE/EVA/PIB, etc.),
• film dorsal ultra-barrière (pour empêcher l’eau/l’oxygène d’entrer), plus des joints de bord. ^[7], ^[8]

Pourquoi les laminés sont importants : la vapeur d’eau endommage rapidement les pérovskites, donc le taux de transmission de vapeur d’eau (WVTR) de la barrière et le procédé de lamination déterminent la durée de vie. Lors de tests récents, les modules utilisant la barrière la plus étanche de l’étude (WVTR ≈ 5,0 × 10⁻³ g/m²/jour) ont conservé 84 % de leur puissance après 2 000 h à 85 °C/85 % HR (chaleur humide). Les barrières plus faibles ont échoué bien plus tôt. ^[9]

Qu’est-ce qui a changé en 2024–2025 ?

• L’initiative nationale du Japon. Le gouvernement soutient les pérovskites flexibles pour défier la domination chinoise du PV, avec notamment d’importantes subventions pour Sekisui Chemical afin de construire une usine de pérovskite de type film de 100 MW d’ici 2027. L’objectif du Japon est d’atteindre ~20 GW de capacité en pérovskite d’ici 2040. ^[10], ^[11], ^[12]
• Premières démonstrations proches du consommateur. Anker a présenté un parasol de plage alimenté par pérovskite au CES 2025 (les affirmations marketing sont audacieuses et non vérifiées de façon indépendante), illustrant comment les pérovskites peuvent alimenter des équipements courbes et portables. ^[13]
• Records d’efficacité pour le flexible. Des chercheurs ont rapporté une efficacité certifiée de 29,88 % pour un tandem monolithique flexible pérovskite/silicium (petite surface, dispositif de recherche) — une étape qui réduit l’écart entre le flexible et le rigide. ^[14]
• Modules flexibles plus grands. Une startup chinoise a présenté un module flexible de 1,2 m × 1,6 m d’une puissance nominale de 260–300 W et pesant seulement 2,04 kg (~147 W/kg), ce qui indique une puissance spécifique élevée pour les surfaces à contrainte de poids. (Données du fournisseur ; stade précoce.) ^[15]
• Vers la bancabilité. Plusieurs fabricants chinois ont annoncé avoir passé les régimes de fiabilité IEC 61215/61730 (et même un vieillissement accéléré 3×) — principalement pour des modules pérovskites rigides à ce jour, mais cela signale des progrès rapides vers une durabilité standardisée. ^[16]

« Lorsqu’une technologie en est à ses tout débuts, on a la possibilité de mieux la concevoir. » — Joey Luther, NREL. ^[17]

Comment sont fabriqués les laminés pérovskites flexibles (et pourquoi l’encapsulation est cruciale)

1. Fabrication de dispositifs à basse température
   Les couches de pérovskite et les contacts peuvent être imprimés ou enduits à <150 °C et mis à l’échelle avec des outils roll‑to‑roll — la même logique de fabrication que pour l’emballage ou les feuilles de batteries. Une étude technico-économique de 2024 sur les pérovskites tout‑R2R a estimé un coût de ~$0,7/W à 1 000 000 m²/an avec un potentiel de baisse supplémentaire à mesure que les lignes s’agrandissent. ^[18]
2. Laminage & adhésifs
   Le laminage PV conventionnel (pour les modules en verre) utilise ~150–160 °C pour le réticulation du POE/EVA. Cette température peut endommager les pérovskites, donc deux stratégies ont émergé :
   • Concevoir la cellule pour survivre au laminage sous vide à 150 °C (par exemple, barrières de diffusion internes, ALD SnOₓ), ouRéduire le stress/la température de laminage avec des adhésifs viscoélastiques à base de PIB ou des approches à température/pression ambiante, réduisant le choc thermique/mécanique. ^[19], ^[20], ^[21]
   Les chercheurs ont également démontré la lamination par presse isostatique pour former des interfaces robustes sans endommager le dispositif — utile pour les architectures à grande surface ou à électrode carbone. ^[22]
3. Films barrières & scellements de bord
   L’humidité est le principal mode de défaillance. Au-delà des films barrières de haute qualité (souvent des empilements multicouches inorganiques/organiques), les scellants de bord (par ex., butyle) et les chimiques adhésives sont ajustés pour bloquer l’eau et immobiliser le plomb en cas de dommage. Plusieurs revues et études de 2024–2025 répertorient de solides candidats encapsulants et des stratégies de séquestration du plomb. ^[23], ^[24], ^[25]

« Les cellules solaires à pérovskite… offrent des opportunités uniques… Cependant, la stabilité… est faible comparée au matériau conventionnel, ce qui peut être amélioré par… encapsulation avec des films barrières. » — Prof. Takashi Minemoto, Université Ritsumeikan. ^[26]

Aperçu des performances (2025)

• Tandems flexibles à l’échelle du laboratoire :29,88 % certifié (pérovskite/silicium, petite surface). ^[27]
• Commercialisation de modules monocouches : Modules flexibles signalés 260–300 W à 2,04 kg ; d’autres rapportent 18,1 % de rendement module (rigide) vérifié par le NREL — indiquant des gains rapides au niveau module. ^[28]
• Durabilité mécanique : Des cellules flexibles conservant ~96 % de rendement après 10 000 flexions à un rayon de 5 mm ont été rapportées dans des recherches de 2024 ; des tandems avec du Si mince ont maintenu leur performance après 2 000 cycles de flexion. (Les configurations de test varient.) ^[29][30]

« Nous avons introduit le concept de matériaux composites dans la conception de l’interface… obtenant des résultats impossibles à atteindre avec l’ingénierie d’interface traditionnelle. » — Dr. Guo Pengfei, HKUST. ^[31]

Où les stratifiés flexibles sont les mieux adaptés

• Peaux de bâtiments / membranes — toitures à poids limité, façades courbes, structures temporaires. Le Japon a expérimenté les pérovskites de type film sur les extérieurs de bâtiments, et l’Expo 2025 présente des films de pérovskite dans les espaces publics. ^[32], ^[33]
• Véhicules & mobilité — les surfaces courbes (toits, carénages), remorques et drones bénéficient d’un W/kg élevé et de la conformabilité. ^[34]
• Portable & IoT — parapluies, tentes, signalétique et appareils basse consommation, où la réponse en basse lumière et le facteur de forme comptent plus que le $/W absolu. ^[35]

Sécurité & durabilité : la question du plomb (et de vraies solutions)

La plupart des pérovskites haute performance utilisent une petite quantité de plomb. Le risque survient si un module est cassé et trempé. Les mesures d’atténuation incluent :

• Externe : films barrières étanches + joints de bord robustes + encapsulants liant le plomb pour immobiliser le Pb si le stratifié est endommagé.
• Interne : dopants et additifs qui séquestrent le Pb à l’intérieur de la microstructure de la pérovskite ; conceptions facilitant le recyclage en fin de vie. ^[36], ^[37], ^[38]

Des recherches récentes montrent que les chimies de lamination et les couches de séquestration peuvent réduire les fuites de plomb de plusieurs ordres de grandeur ; des revues en 2025 résument les matériaux viables (polymères, résines, nanoparticules) et les voies de circularité. ^[39], ^[40]

Bancabilité & normes : à quoi ressemblera le “bon”

• Tests de modules : Réussir IEC 61215/61730 est le minimum pour le PV extérieur. En 2025, les fabricants ont rapporté des certifications (principalement des pérovskites rigides), incluant un vieillissement triple‑force (3× chaleur humide/cycles thermiques), un indicateur fort de durabilité. Les modules flexibles doivent répondre à des critères similaires ou adaptés à mesure que les normes évoluent. ^[41]
• Compatibilité de fabrication : La lamination sous vide standard à ~150 °C sollicite fortement les pérovskites — il faut donc soit utiliser des empilements de dispositifs tolérants à la lamination soit des adhésifs/presse à faible contrainte. ^[42][43]
• Performance des barrières : Des études contrôlées relient directement le WVTR à la survie en chaleur humide ; il faut choisir des films à WVTR ultra-faible et des joints de bord éprouvés. ^[44]

Coûts & économie (précoce mais encourageant)

• Les nouvelles lignes R2R (encre/slot-die, blade, PVD/ALD pour les contacts) pourraient atteindre ~0,7 $/W à grande échelle, avec des réductions supplémentaires grâce à l’apprentissage. Le LCOE dépend surtout de l’efficacité et de la durée de vie ; les analyses suggèrent que les pérovskites deviennent attractives dès que les modules dépassent ~20–24 % et durent 15–25+ ans, surtout dans les niches légères/flexibles avec économies BOS. ^[45][46]

Les petits caractères : réalités des deux dernières années

• Battage médiatique vs. consolidation : Parallèlement à de réels progrès, certains pionniers flexibles très médiatisés ont rencontré des difficultés financières (par exemple, Saule Technologies a signalé de graves difficultés en 2025). Traitez les démonstrations tape-à-l’œil et les caractéristiques marketing avec la diligence requise. ^[47][48]
• Les affirmations nécessitent des données tierces : Les premiers appareils grand public (comme le parapluie pérovskite) affichent des rendements impressionnants, mais la vérification indépendante est rare. Demandez des rapports de tests certifiés. ^[49]

Comment évaluer aujourd’hui un stratifié pérovskite flexible

Demandez aux fournisseurs :

1. Preuves de certification : Rapports de tests IEC 61215/61730 (ou équivalent) pour la révision exacte du produit. ^[50]
2. Spécifications de barrière : Valeurs WVTR/OTR du stratifié et du système de scellement des bords ; résultats des tests chaleur humide (85 °C/85% HR) et UV. ^[51]
3. Fenêtre de procédé thermique : Température/temps de lamination et preuve que le dispositif survit au procédé (par ex., PCE avant/après lamination, images EL). ^[52]
4. Données mécaniques : Rayon de courbure et cycles pour lesquels ≥90–95% de la performance est conservée. ^[53]
5. Gestion du plomb : Chimie de l’encapsulant et mesures de capture du plomb ; documentation EHS et plan de recyclage en fin de vie. ^[54][55]
6. Garantie & pilotes sur le terrain : Emplacements, durées et performances surveillées des installations réelles (idéalement 12–24 mois+).

Citations d’experts à utiliser

• NREL (la durabilité d’abord) : « Pousser le PV pérovskite vers une durabilité accrue a plus de sens à ce stade. » — Joey Luther. ^[56]
• Université Ritsumeikan (les barrières comptent) : « La stabilité… peut être améliorée par… l’encapsulation avec des films barrières. » — Takashi Minemoto. ^[57]
• HKUST (interfaces par conception) : « Nous avons introduit le concept de matériaux composites dans la conception des interfaces… » — Guo Pengfei. ^[58]

Perspectives : ce qu’il faut surveiller ensuite

1. Montée en échelle des lignes de type film (par ex., 100 MW de Sekisui d’ici 2027) et évolution des rendements sur la production R2R. ^[59]
2. Durées de vie bancables : Plus de validations IEC tierces (y compris pour les produits flexibles), des ensembles de données extérieures plus longues, et des garanties ≥10–15 ans. ^[60]
3. Empilements plus sûrs : Adoption plus large d’adhésifs/films séquestrant le plomb et logistique de recyclage en fin de vie. ^[61]
4. Architectures hybrides : Tandems silicium mince + pérovskite sur supports flexibles pour une efficacité supérieure sans sacrifier la flexibilité. ^[62]

Titres actuels & principaux reportages (mis à jour au 15 août 2025)

• Le pari japonais de 1,5 milliard $US sur les pérovskites ultra-fins et flexibles (politique + développement industriel). ^[63]
• Qcells annonce une avancée sur cellule pérovskite-sur-silicium de grande surface (pertinent pour les tandems/laminés futurs). ^[64]
• Le parapluie pérovskite d’Anker signale une expérimentation grand public (spécifications non vérifiées). ^[65]

Couverture récente : PV pérovskite & laminés flexibles (2025)^[66][67]

Pour aller plus loin (recherche & analyses sélectionnées)

• Fabrication roll‑to‑roll & coût : Nature Communications (2024) prévoit ~0,7 $/W à grande échelle. ^[68]
• Innovations en lamination : adhésifs PIB à faible contrainte (2024) et lamination par presse isostatique (2024). ^[69]
• Preuve par film barrière : étude damp‑heat reliant WVTR à la survie (2025). ^[70]
• Étape flexible tandem : 29,88 % certifié (2025). ^[71]
• Déploiement industriel : instantanés des progrès 2025 et gains sur modules. ^[72]

À retenir

References

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