Gemini, le projet innovant pour percer les secrets des pérovskites

Imaginez un matériau capable de révolutionner l'énergie solaire, mais qui souffre d'un point faible majeur : sa stabilité dans le temps. C'est précisément le défi que les pérovskites halogénées, ces semiconducteurs stars du photovoltaïque, doivent aujourd'hui relever. Fort heureusement, la recherche est sur le coup, avec notamment le projet Gemini qui vient de décrocher une prestigieuse bourse ERC Advanced. À sa tête, Frédéric Sauvage, directeur de recherche CNRS au Laboratoire de réactivité et chimie des solides. Rencontre avec ce chercheur déterminé à percer les secrets de la dégradation des pérovskites.

Des batteries au solaire, le parcours d'un électron libre

Avant de se passionner pour les cellules photovoltaïques de dernière génération, Frédéric Sauvage a fait ses armes dans un tout autre domaine : les batteries. Mais après sa thèse, changement de cap. Direction les États-Unis, puis la Suisse où il rejoint l'équipe de Michael Grätzel, pionnier des cellules solaires à pigments photosensibles. « Ça a été un déclic », confie le chercheur. « J'ai trouvé que les matériaux utilisés pour les systèmes photovoltaïques étaient beaucoup plus intrigants. » De retour en France, il crée sa propre équipe dédiée à la conversion de l'énergie solaire à Amiens et se lance dans l'exploration de concepts innovants.

Des cellules et des hommes

Parmi les travaux marquants de Frédéric Sauvage et son équipe, on peut citer le développement de cellules à colorant ultra-performantes pour convertir la lumière artificielle et les faibles puissances lumineuses. Un brevet a été déposé et une start-up créée pour valoriser cette technologie prometteuse. Autre projet d'envergure : la conception de vitrages photovoltaïques transparents et colorés. Là encore, une spin-off est en cours de création pour porter ces innovations sur le marché. Preuve que la recherche fondamentale et les applications industrielles peuvent faire bon ménage !

Cap sur les pérovskites avec Gemini

Aujourd'hui, c'est un nouveau défi qui attend Frédéric Sauvage avec le projet Gemini. Objectif : comprendre les mécanismes de dégradation des pérovskites halogénées sous différents facteurs de stress (température, humidité, oxygène, lumière...). Car si ces matériaux sont extrêmement prometteurs pour le solaire, avec des rendements dépassant les 25%, leur stabilité sur le long terme reste leur talon d'Achille. Pour percer ce mystère, deux approches complémentaires seront mises en œuvre :

• Le développement d'un outil unique pour étudier en temps réel et à l'échelle atomique comment la matière réagit sous l'effet de la lumière.
• L'analyse multi-échelle de l'évolution de la structure des pérovskites soumises à différents stress, de la femtoseconde à l'heure.

Nul doute que les résultats de ces travaux seront suivis de près par la communauté scientifique et industrielle. Car résoudre l'équation de la stabilité des pérovskites pourrait bien ouvrir un nouveau chapitre de l'énergie solaire, encore plus performante et durable. Un enjeu crucial pour accélérer la transition énergétique et relever le défi climatique qui nous attend. Les chercheurs ont maintenant 5 ans devant eux pour faire parler la matière et nous livrer ses secrets les plus intimes. Rendez-vous donc en 2027 pour découvrir ce que les pérovskites auront bien voulu nous révéler !

L'objectif de Gemini est de comprendre les mécanismes de dégradation des pérovskites selon différents facteurs de stress.

– Frédéric Sauvage, directeur de recherche CNRS