Marché du photovoltaïque à base de pérovskite

Aperçu du marché

La taille du marché mondial du photovoltaïque à pérovskite devrait atteindre un TCAC d’environ 6,4 % au cours de la période de prévision.

Le photovoltaïque à base de pérovskite est une technologie en développement avec un potentiel énorme dans l'industrie de l'énergie solaire. La pérovskite est une classe de minéraux ayant une structure cristalline spéciale qui peut être utilisée pour fabriquer des cellules solaires. Le photovoltaïque à base de pérovskite a gagné en popularité en raison de son rendement élevé, de ses procédures de fabrication à faible coût et de sa flexibilité sur des substrats flexibles.

Les cellules solaires à pérovskite peuvent atteindre des rendements de conversion élevés équivalents à ceux des cellules solaires classiques à base de silicium, de faibles coûts de production et le potentiel d'applications flexibles et légères. De plus, les cellules solaires à pérovskite peuvent être fabriquées à l'aide de techniques basées sur des solutions, permettant une évolutivité et une intégration avec des matériaux de construction et d'autres produits de consommation.

Le marché des cellules photovoltaïques à base de pérovskite est en pleine expansion et certains obstacles doivent encore être surmontés avant une commercialisation à grande échelle. Parmi ces obstacles figurent les inquiétudes concernant la toxicité et la fiabilité à long terme des cellules, ainsi que les problèmes de stabilité liés à la dégradation des matériaux à base de pérovskite dans les environnements.

Dynamique du marché

Facteurs moteurs du marché

• Potentiel de rendement élevé

Au cours de la dernière décennie, les cellules solaires à pérovskite ont réalisé des progrès étonnants en matière d'efficacité de conversion d'énergie (PCE). Elles peuvent atteindre des rendements comparables, voire supérieurs, à ceux des cellules solaires standard à base de silicium, qui dominent désormais la croissance du marché du photovoltaïque à pérovskite.

Les cellules photovoltaïques à pérovskite constituent un choix intéressant pour produire de l'électricité à partir du soleil en raison de leur efficacité accrue, qui améliore la quantité d'énergie pouvant être captée à partir d'une surface donnée de panneaux solaires. Ce facteur est particulièrement important car il permet aux cellules solaires à pérovskite de rivaliser avec d'autres technologies solaires tout en augmentant la production énergétique globale.

• Fabrication à faible coût

Le potentiel de production à faible coût est un autre moteur important du marché du photovoltaïque à base de pérovskite. Les procédés basés sur des solutions, tels que le revêtement par centrifugation ou l'impression par jet d'encre, peuvent traiter les matériaux à base de pérovskite, qui sont relativement abordables et adaptés à la production à grande échelle.

Les cellules solaires à base de pérovskite sont donc moins chères que les cellules solaires à base de silicium, qui nécessitent des procédures de production complexes et coûteuses telles que le dépôt sous vide à haute température. Le potentiel de fabrication à faible coût des cellules photovoltaïques à base de pérovskite les rend attrayantes pour atteindre une adoption massive et réduire les coûts globaux de l'énergie solaire.

Restrictions du marché

• Stabilité et durabilité

Les cellules solaires à base de pérovskite ont démontré une efficacité extraordinaire dans des conditions de laboratoire, surpassant souvent les cellules solaires standard à base de silicium. Cependant, leur stabilité et leur durabilité dans des situations réelles constituent un obstacle de taille. Les matériaux à base de pérovskite sont sensibles à l'humidité, à la chaleur et aux rayons UV, ce qui peut entraîner une dégradation au fil du temps, réduisant ainsi la durée de vie totale et l'efficacité des cellules.

Le marché du photovoltaïque à pérovskite étudie et développe activement des solutions pour améliorer la stabilité et l'endurance des cellules solaires à pérovskite, telles que l'ingénierie des matériaux et les techniques d'encapsulation améliorées. Il est essentiel de surmonter cette limitation pour garantir la viabilité et la fiabilité à long terme de la technologie photovoltaïque à pérovskite.

Opportunités de marché

• Polyvalence et flexibilité de conception

Les chercheurs peuvent adapter les propriétés des matériaux à base de pérovskite à des utilisations et des environnements spécifiques en les synthétisant avec des compositions et des architectures variées. Ils peuvent être utilisés pour fabriquer des cellules solaires légères, flexibles et même semi-transparentes, ce qui les rend appropriées pour être incorporées dans divers produits et surfaces, tels que les façades de bâtiments, les fenêtres et les gadgets portables. La flexibilité de conception des panneaux photovoltaïques à base de pérovskite ouvre de nouvelles perspectives pour intégrer la production d'énergie solaire dans une large gamme d'objets et d'infrastructures courants.

Périmètre du marché

Analyse segmentaire

Segment par type

• Structure normale

Organisation normale Les cellules photovoltaïques à pérovskite, appelées cellules solaires à pérovskite ordinaires ou conventionnelles, sont des cellules solaires à base de pérovskite. La pérovskite est une classe de matériaux avec une certaine structure cristalline nommée d'après le minéral pérovskite, qui a la même structure. Les cellules solaires à pérovskite ont une structure standard composée de plusieurs couches critiques, chacune jouant un rôle spécifique dans la production d'électricité à partir de la lumière du soleil.

• Structure inversée

La « structure inversée » fait référence à la disposition des différentes couches au sein de la cellule solaire photovoltaïque à pérovskite. Une couche d'oxyde conducteur transparent (TCO), une couche compacte de transport d'électrons (ETL), une couche absorbante à pérovskite, une couche de transport de trous (HTL) et une électrode métallique sont des composants typiques d'une cellule solaire à pérovskite standard. Le marché du photovoltaïque à pérovskite a connu une croissance significative ces dernières années, avec des progrès technologiques et une attention croissante portée aux sources d'énergie renouvelables.

Segmenter par application

• BIPV

Les panneaux photovoltaïques à base de pérovskite peuvent être fabriqués sous forme de films minces, légers et flexibles, ce qui permet de les intégrer dans divers matériaux architecturaux, notamment le verre, le béton et même le tissu. Cette adaptabilité permet diverses possibilités de conception et une intégration transparente dans divers aspects architecturaux. Ils peuvent également être semi-transparents, laissant passer la lumière visible tout en captant l'énergie solaire. De ce fait, ils sont parfaits pour des applications telles que les fenêtres solaires, les puits de lumière et les murs-rideaux, où l'attrait esthétique et le confort visuel sont essentiels.

• Utilitaires

Les cellules solaires à base de pérovskite peuvent produire de l'électricité dans des installations solaires à grande échelle. L'efficacité élevée d'absorption de la lumière des matériaux à base de pérovskite permet une conversion efficace de l'énergie, ce qui peut entraîner une augmentation de la production d'énergie par unité de surface par rapport aux cellules solaires classiques à base de silicium . Cela pourrait contribuer à accroître la production d'énergie renouvelable tout en réduisant la dépendance aux combustibles fossiles.

• Automobile

Les cellules solaires photovoltaïques à base de pérovskite peuvent être fabriquées dans différentes couleurs et formes, offrant une plus grande polyvalence de conception. Cette propriété les rend intéressantes pour intégrer des panneaux solaires à l'extérieur des voitures, comme les toits, les capots ou les fenêtres, sans sacrifier l'attrait visuel.

Analyse régionale

Amérique du Nord

En raison des avantages potentiels des cellules solaires à pérovskite, tels que leur rendement élevé, leurs coûts de fabrication peu élevés et leur capacité à être fabriquées sur des substrats flexibles, le marché du photovoltaïque à pérovskite en Amérique du Nord a connu une croissance substantielle. Partout en Amérique du Nord, de nombreuses activités de recherche et développement étaient en cours dans des établissements universitaires, des laboratoires publics et des entreprises privées pour améliorer l'efficacité, la stabilité et l'évolutivité de la technologie photovoltaïque à pérovskite.

Des financements et des investissements ont été réalisés en Amérique du Nord pour soutenir le développement et la commercialisation de la technologie photovoltaïque à base de pérovskite. Les investisseurs privés et les organismes gouvernementaux ont reconnu le potentiel des cellules solaires à base de pérovskite et ont offert des fonds aux initiatives de recherche et aux entreprises en démarrage.

Europe

Le développement du marché des cellules photovoltaïques à pérovskite en Europe suscite un intérêt croissant et des activités de recherche croissantes. Plusieurs pays européens, dont le Royaume-Uni, l'Allemagne, la Suisse et les Pays-Bas, ont lancé des programmes de recherche et des initiatives de financement pour encourager les progrès de la technologie des cellules solaires à pérovskite.

L'Union européenne a également reconnu le potentiel du photovoltaïque à base de pérovskite et l'a intégré à son programme stratégique de recherche et d'innovation. Le « Perovskite Solar Cell Consortium » et l'initiative « Perovskite X », tous deux soutenus par l'UE, visent à accélérer la commercialisation des cellules solaires à base de pérovskite et à stimuler la collaboration entre elles.

Asie-Pacifique

Plusieurs pays de la région Asie-Pacifique, dont la Chine, le Japon, la Corée du Sud et l'Australie, ont investi massivement dans la recherche et le développement du photovoltaïque à pérovskite. Ces pays ont mis en place des programmes gouvernementaux, des installations de recherche et une coopération avec des acteurs industriels pour accélérer la commercialisation des cellules solaires à pérovskite. La Chine est un acteur clé sur le marché du photovoltaïque à pérovskite en particulier.

Le gouvernement chinois a contribué de manière significative au développement et au déploiement des cellules solaires à base de pérovskite. Les entreprises chinoises ont réalisé des avancées technologiques majeures dans ce domaine et ont participé activement à des activités de fabrication et de commercialisation à grande échelle.

Acteurs clés

1. GreatCell Solaire
2. Oxford PV
3. Saule Technologies
4. Institut Fraunhofer ISE
5. Matériaux de la face avant
6. Centre de recherche scientifique et industrielle (CSIRO)
7. Semi-conducteur microquantique
8. Solaronix
9. Solaire-Tectique
10. Solliance

Développements récents

Mars 2021 : Saule Technologies a annoncé un accord avec Skanska, une entreprise leader dans la construction et le développement, pour développer et commercialiser des panneaux solaires à base de pérovskite pour le photovoltaïque intégré aux bâtiments.