Technologies & modules photovoltaïques : état des lieux

Les technologies communément utilisées au sein des modules photovoltaïques sont : PERC, TOPCon, HJT, XBC et Tandem Perovskite. 

Retrouvez une synthèse des performances et des caractéristiques pour chacune.

Tableau comparatif des performances en fonction de la technologie :

PERC 

Quelles sont les spécificités de la cellule PERC ? 

L’ajout d'une couche de passivation évite la recombinaison précoce des paires ‘électron-trou’ et optimise la génération d’électricité. Ce type de cellule atteint un rendement surfacique théorique d'environ 24% (dans la pratique les modules PERC ne dépassent rarement les 22%).  

Cette technologie possède un ratio ‘coût/rendement énergétique’ intéressant, ce qui a permis son essor ces 5 dernières années.

Quelle réalité en 2024 ? 

Le PERC est à ce jour la technologie la plus éprouvée dans l’industrie, elle représentait en 2023 62% des parts de marché mondial (source : ITRPV).  

TOPCON

Quelles sont les spécificités de la cellule TOPCon ?

La cellule TOPCon diffère d’une cellule PERC par l’ajout d’une couche supplémentaire de passivation : elle intègre une couche d'oxyde de silicium de quelques nanomètres, qui réduit les recombinaisons non désirées dans la cellule. 

Signe distinctif de l’évolution de la technologie PV : le wafer est de type-N (excès d’électrons). 

En plus d’un meilleur rendement, la technologie TOPCon présente une dégradation annuelle plus faible et un meilleur comportement à haute température.

Quelle réalité en 2024 ?

La technologie TOPCon a remplacé la production de cellules PERC, pour atteindre environ 80% des modules monocristallins produits en 2024. (source : ITRPV) Cette tendance va s’accentuer dans les 2 années à venir.

HJT

Quelles sont les spécificités du HJT ?

La technologie HJT combine silicium amorphe et cristallin en fines couches, optimisant la collecte des charges et réduisant les pertes de recombinaison. Cette architecture, avec une passivation assurée par le silicium amorphe, exige une fabrication adaptée due à sa complexité structurelle. 

La technologie HJT offre une très haute bifacialité (>85%) et optimise les pertes à hautes températures et basses irradiances. 
Un autre atout majeur de l’HJT réside dans son impact carbone réduit, notamment grâce à l’épaisseur des wafers utilisés (100 um contre 120-130 um pour le TOPCon). 

Nécessitant une chaîne de fabrication différente de celle du TOPCon, la production des cellules HJT se voit limitée par un manque d’investissements industriels, impactant son coût de revient.

Quelle réalité en 2024 ?

La technologie HJT représente environ 10% des modules monocristallins produits en 2024 (source : ITRPV). 

La part de marché du HJT devrait croître pour atteindre 20% d’ici 2034 grâce à une meilleure maîtrise de la chaine de fabrication (source : ITRPV). À long terme, cette technologie gagnera en compétitivité face au TOPCon.

XBC

Quelles sont les spécificités de la cellule XBC ?

Cette technologie, idéale pour les projets sur toitures, combine esthétisme et haute performance. Son architecture back contact (les contacts électriques sont à l’arrière de la cellule) améliore son rendement surfacique en éliminant les pertes liées aux fils métalliques visibles. 

Autre avantage, les panneaux utilisant la technologie XBC sont moins sensibles aux ombrages.
La bifacialité est en revanche limitée due à la présence des contacts arrières.

Quelle réalité en 2024 ?

Avec une part de marché limitée, cette architecture est adaptée aux projets en toiture résidentielle. Son coût de production encore élevé limite sa croissance sur le marché. 

La plupart des grands fabricants prévoient néanmoins de transitionner vers le XBC à un horizon de 2/3 ans pour améliorer les performances des modules vendus.

TANDEM PEROVSKITE :

Quelles sont les spécificités de la cellule Tandem Pérovskite ?

La technologie Tandem Pérovskite est caractérisée par la superposition de deux cellules photovoltaïques.

Cette architecture se positionne comme une innovation de rupture, avec des rendements théoriques inédits (dépassant ceux constatés sur les produits N-type silicium les plus performants du marché). La Pérovskite est néanmoins sensible à l’humidité, ce qui pose la question du maintien de ses performances dans des conditions réelles d’utilisation. 

Quelle réalité en 2024 ?

L’industrialisation de cette technologie est embryonnaire : Oxford PV a officialisé les premières ventes de modules Tandem Pérovskite en septembre 2024, avec un rendement de 26,9 %.

Plusieurs industriels investissent dessus, dont GCL qui prévoit l’ouverture d’une usine dédiée en 2025 (avec des livraisons ciblées à fin 2025).

Côté performances, un rendement de 34,6 % a été atteint en laboratoire sur une cellule Tandem Pérovskite (juin 2024).