La France à la tête de la course mondiale en tandem avec la pérovskite-silicium

L’industrie solaire mondiale connaît une transformation discrète mais profonde. Pendant des décennies, les cellules solaires en silicium cristallin ont dominé le marché, améliorant régulièrement leur efficacité tout en diminuant leur coût. Mais le silicium approche de ses limites physiques.-L'efficacité maximale théorique d'une cellule de silicium à jonction unique-est d'environ 29 %, et les modules commerciaux fonctionnent déjà aujourd'hui dans la plage de 25 à 26 %. Pour dépasser ce plafond, l’industrie se tourne vers une innovation de rupture :cellules solaires tandem en pérovskite-silicium.

Et la France, peut-être de manière inattendue, est devenue l’un des acteurs les plus redoutables de cette course mondiale.

Le principe des cellules tandem est assez simple. La cellule solaire contenant une couche ne peut utiliser qu’une petite partie de la lumière solaire car le silicium ne peut capter que la lumière infrarouge mais perd beaucoup d’énergie en absorbant la lumière ultraviolette et visible. Cependant, lorsque nous plaçons au-dessus de la cellule de silicium une deuxième couche en pérovskite, nous sommes en mesure de capter un spectre de lumière solaire beaucoup plus large. En d’autres termes, l’efficacité solaire peut atteindre 42 %, contre seulement 20 % pour une cellule en silicium.

Les pérovskites représentent un type de matériau intéressant en raison de leur structure unique. Ils sont très prometteurs car ils peuvent être traités à l'aide de techniques à basse température. Mais le problème est d’amener les résultats de laboratoire au niveau des produits industriels.

Au cœur des ambitions du tandem français se trouveCommissariat aux énergies alternatives et à l'énergie atomique (CEA), opérant à travers sonInstitut National de l'Energie Solaire (INES)à Chambéry. Il ne s'agit pas d'un effort de recherche périphérique-c'est d'une-offensive industrielle à grande échelle.

En janvier 2025, le CEA-INES et l'italien 3Sun-le plus grand fabricant européen de modules solaires-ont annoncé une cellule tandem en pérovskite-silicium avec un rendement certifié de30.8%sur une surface de 9 cm². Ce qui rend cette réussite particulièrement significative est la taille de la cellule : alors que de nombreux records internationaux d’efficacité sont établis sur de minuscules échantillons de laboratoire de 1 cm², le CEA et 3Sun ont atteint cette performance sur une cellule de 9 cm², une échelle bien plus représentative de ce qui peut être transféré à la production industrielle. En seulement un an de collaboration, les équipes ont amélioré leur efficacité de 2,4 points de pourcentage, passant de 28,4 % en janvier 2024 à 30,8 % en janvier 2025.

Ce disque n'était pas unique-. À la mi-2025, le CEA avait également atteint30 % d'efficacitésur une cellule de 8,2 cm² certifiée par l'Installation Solaire Européenne d'Essai, et une remarquable27,3 % d'efficacitésur près de 100 cm²-un résultat qui place la France parmi les leaders mondiaux en termes de rapport efficacité-taille-. Peut-être plus important encore, les cellules tandem de référence surveillées à l’extérieur entre décembre 2024 et septembre 2025 ont montrémoins de 1 % de perte après neuf moisd'exposition-au monde réel. La stabilité a longtemps été le talon d'Achille de la technologie des pérovskites ; ce résultat indique que la technologie évolue rapidement.

Avec le CEA-INES, l'IPVF s'impose comme l'un des acteurs importants du réseau tandem français. En juin 2026, les deux organisations ont collaboré pour atteindre un niveau d'efficacité incroyable de 31 % en utilisant une cellule tandem pérovskite-silicium de 4-cm2. La cellule a été fabriquée en combinant la cellule solaire en silicium nanotexturé fabriquée à la TU Delft avec la cellule à pérovskite développée à l'IPVF via la méthode de revêtement par colorant à fente. Ainsi, IPVF travaille désormais sur des systèmes intégrés combinant les deux cellules pour atteindre des rendements encore plus élevés.
IPVF a également atteint un niveau d'efficacité remarquable de 16,8 % en utilisant un mini-module (de 10 cm × 10 cm) basé sur une cellule solaire bifaciale en pérovskite. L'institut prévoit de développer davantage le mini-module en le augmentant jusqu'à une taille de 60 cm × 30 cm.

La stratégie tandem de la France s'étend bien au-delà des laboratoires de recherche. Une constellation de projets industriels se dessine :

Voltec Solaire, fabricant français de modules, a obtenu9,3 millions d'eurosde l'Agence française de l'environnement (Ademe) pour accélérer la production de panneaux tandem en pérovskite-silicium. En collaboration avec l'IPVF, Voltec poursuit le projet « STAFF » (Souveraineté Industrielle tandem de Fabrication Française) dans le cadre de l'initiative France 2030, visant à établir une base de fabrication nationale pour la technologie tandem. Les partenaires se sont fixés des objectifs ambitieux : introduction sur le marché d'ici 2025 et augmentation de la capacité de production à5 GW d’ici 2030.

HoloSolis, un autre développeur solaire français, construit un5 GWL'usine de modules solaires de Sarreguemines, dans le nord-est de la France, devrait commencer sa production en 2027. Même si l'usine utilisera dans un premier temps la technologie de silicium TOPCon, HoloSolis a clairement indiqué que ses ambitions s'étendent aux cellules tandem en silicium pérovskite-, se positionnant activement pour le prochain bond en avant en termes de performances de l'industrie.

Parallèlement, le partenariat du CEA avec 3Sun-qui a ouvert en Sicile la première giga-usine européenne de panneaux à hétérojonction à haut rendement-, avec une capacité prévue de 3 GW-crée un puissant axe franco-italien pour l'industrialisation en tandem.

Les implications de la démarche conjointe de la France s’étendent bien au-delà du droit de se vanter des universitaires. Remplacer les technologies actuelles au silicium (efficacité de 25 à 26 %) par des cellules tandem atteignant 30 à 31 % augmenterait la production d'électricité deplus de 20%tout en réduisant l’utilisation des terres et l’impact CO₂ d’environ la même marge. Dans un monde en quête de décarbonisation, ces chiffres sont transformateurs.

Il y a aussi une dimension stratégique. Comme le dit François Legalland du CEA : « La domination de l'Asie dans la production de modules photovoltaïques n'est pas une fatalité. Les établissements de recherche et les acteurs industriels peuvent encore être compétitifs en Europe. C'est une excellente nouvelle pour notre souveraineté industrielle et énergétique ». La France ne vise pas seulement des records d'efficacité-, elle recherche également l'indépendance industrielle.

La France n'est pas la seule à participer à cet effort. Oxford PV (Royaume-Uni-Allemagne), Qcells (Corée du Sud-Allemagne) et une multitude d'entreprises chinoises et américaines sont engagés dans des technologies tandem similaires. Le marché mondial des batteries au pérovskite-silicium, d'une taille d'environ 167 millions de dollars en 2025, devrait atteindre 1,875 milliard de dollars d'ici 2032 avec un TCAC de 42,1 %.
Néanmoins, la France occupe une place à part dans cette course. La France présente une combinaison inextinguible de centres de recherche de premier plan (CEA-INES, IPVF), d'importants financements publics (France 2030, Ademe) et d'un nombre croissant d'investisseurs privés (Voltec, HoloSolis, 3Sun), travaillant dans une seule direction. L'objectif du « Tandem Made in France » se transforme en une réalité opérationnelle.

Des défis demeurent. Passer à des modules-de taille réelle tout en maintenant l'efficacité, en garantissant une durabilité à long terme-et en réduisant les coûts sont des obstacles redoutables. Mais la trajectoire est claire. En quelques années seulement, la France est passée du statut de suiveur dans la fabrication de produits solaires à celui de leader dans la prochaine génération de technologie photovoltaïque. La course mondiale aux tandems pérovskite-silicium est loin d'être terminée-mais la France s'est fermement imposée comme un concurrent à surveiller.