Des scientifiques de la National Yang Ming Chiao Tung University à Taïwan ont récemment dévoilé une innovation majeure : des cellules solaires à base de pérovskite, optimisées pour générer de l'électricité à partir de sources lumineuses intérieures, telles que les éclairages fluorescents ou LED. Publiés ce 24 juin 2025 dans la revue APL Energy, ces travaux promettent de transformer la manière dont nous alimentons nos petits appareils électroniques du quotidien, en offrant une solution énergétique plus flexible, légère et durable que les panneaux solaires traditionnels en silicium.

Pourquoi les cellules à pérovskite sont-elles si prometteuses pour l'intérieur ?

Alors que les panneaux solaires en silicium dominent le marché pour l'énergie extérieure, leur rigidité et leur poids limitent leur usage. Les cellules solaires à pérovskite (PeSCs) représentent une alternative souple, légère et même semi-transparente. Surtout, leur capacité à maintenir une efficacité de conversion élevée même sous une lumière faible les rend idéales pour les environnements intérieurs, qu'il s'agisse de bureaux, de maisons ou même de jours nuageux en extérieur. Là où le silicium stagne, la pérovskite brille, offrant des performances impressionnantes sous des luminosités comparables à celles d'un bureau (environ 2 000 lux), affichant un taux de conversion de 38,7% contre seulement 12,7% sous l'équivalent de la lumière directe du soleil. Ce contraste souligne leur supériorité dans les conditions de faible éclairage, ouvrant un champ d'applications inédit.

Comment ces cellules sont-elles optimisées pour la lumière ambiante ?

La clé de l'adaptation des cellules à pérovskite à l'éclairage intérieur réside dans l'ajustement de leur bande interdite, ou "bandgap". Le bandgap représente l'énergie minimale requise pour que les électrons d'un matériau passent à un niveau d'énergie supérieur, leur permettant ainsi d'absorber des longueurs d'onde lumineuses spécifiques. Contrairement aux cellules en silicium, les chercheurs peuvent modifier la composition chimique des couches de pérovskite pour optimiser cette bande interdite. En ajustant les ratios des molécules dans les solutions de fabrication, l'équipe de l'Université Nationale Yang Ming Chiao Tung a pu obtenir un réglage de bande interdite optimal pour capter la lumière diffuse des intérieurs. Cependant, cette manipulation chimique, bien que cruciale, avait un inconvénient : elle introduisait des défauts dans les couches de pérovskite, impactant leur efficacité et leur stabilité.

Comment les chercheurs ont-ils surmonté le défi des défauts ?

Le processus d'optimisation de la bande interdite générant des défauts, les chercheurs ont dû trouver une solution pour compenser cette perte d'efficacité. Ils ont développé une méthode chimique innovante appelée "passivation". Cette technique consiste à rendre la couche de pérovskite moins susceptible à la corrosion et aux dégradations, "réparant" ainsi les minuscules imperfections. L'efficacité de cette méthode a dépassé leurs attentes. Non seulement cette stratégie a significativement amélioré l'efficacité des cellules en conditions intérieures, mais elle a également étonnamment accru leur stabilité globale. La faible fiabilité était jusqu'ici un obstacle majeur à l'adoption commerciale des PeSCs. Cette avancée est donc doublement prometteuse, puisqu'elle résout un problème critique de durabilité tout en boostant les performances sous faible luminosité, un pas de géant vers la commercialisation.

Quelles sont les applications concrètes de cette technologie ?

L'amélioration significative de l'efficacité et de la stabilité des cellules solaires en pérovskite sous éclairage intérieur ouvre un large éventail d'applications pratiques. Cette technologie pourrait notamment révolutionner l'alimentation des petits appareils connectés de notre quotidien. Imaginez des télécommandes, des montres intelligentes, des capteurs IoT (Internet des Objets) ou des dispositifs portables qui se rechargent constamment grâce à la lumière ambiante de votre maison ou de votre bureau, sans avoir besoin de piles jetables ou de recharges fréquentes via un câble. Cela représenterait une avancée majeure pour la durabilité et la commodité des produits électroniques. Les chercheurs espèrent que cette méthode innovante pour "réparer" les défauts des cellules pérovskites et améliorer leur fiabilité va "ouvrir la voie à la commercialisation" à grande échelle de ces panneaux solaires du futur, réduisant ainsi notre dépendance aux batteries traditionnelles et contribuant à un avenir plus énergétique.

Foire Aux Questions (FAQ)

  • Qu'est-ce qu'une cellule solaire à pérovskite ?


    Une cellule solaire à pérovskite (PeSC) est un type de cellule photovoltaïque qui utilise un matériau hybride organique-inorganique appelé pérovskite pour capturer l'énergie lumineuse et la convertir en électricité. Elles sont reconnues pour leur haute efficacité et leur flexibilité.

  • Ces cellules peuvent-elles remplacer les panneaux solaires traditionnels ?


    Bien qu'elles ne soient pas encore aussi efficaces que les meilleures cellules en silicium sous la lumière directe du soleil (12,7% contre 26% pour le silicium), les cellules à pérovskite excellent dans les environnements à faible luminosité (38,7% sous 2 000 lux), ce qui les rend idéales pour les applications intérieures où les panneaux solaires classiques sont inefficaces. Elles sont complémentaires plutôt que purement remplaçantes pour l'instant.

  • Quels types d'appareils peuvent être rechargés par ces cellules ?


    Elles sont particulièrement adaptées aux petits appareils électroniques à faible consommation d'énergie qui fonctionnent souvent en intérieur, tels que les télécommandes, les appareils portables (wearables), les capteurs de l'Internet des Objets (IoT) et d'autres traceurs connectés.