Les principaux producteurs viennent d’Asie – en particulier du Japon et de Corée du Sud – aux côtés d’entreprises européennes qui intensifient leurs efforts de fabrication. Au cours du premier semestre 2023, les cinq principaux producteurs ont expédié collectivement environ 2,6 millions de mètres carrés de modules, dont une installation record couvrant 150 000 mètres carrés sur un toit commercial au Japon. La variante multicouche de dioxyde de titane est devenue la plus largement déployée à grande échelle, appréciée pour sa stabilité thermique et ses performances robustes face aux fluctuations de température. Les applications couvrent le photovoltaïque intégré aux bâtiments (BIPV), l'électronique portable, les installations de serres et les capteurs spécialisés, reflétant la polyvalence de la technologie. L'activité en matière de brevets est dynamique, avec plus de 15 nouveaux dépôts en Asie cette année, ce qui témoigne d'un essor de la recherche et du développement.

Les matériaux clés du marché des cellules solaires sensibilisées sèches comprennent le dioxyde de titane nanoporeux, les contre-électrodes de carbone ou de platine, les substrats en verre conducteur et les colorants à base de ruthénium pour optimiser l'absorption de la lumière. Les avancées récentes incluent des électrodes améliorées au graphène qui augmentent la puissance de sortie de près de 10 watts par mètre carré dans les prototypes pré-commerciaux, tandis que les électrolytes mis à jour offrent une durée de vie de 3 000 heures supplémentaires. Un consortium européen de premier plan a investi 200 millions de dollars dans des lignes de fabrication avancées, dans le but de faire proliférer ces cellules à l'échelle mondiale. En outre, au moins 20 essais en laboratoire dans le monde testent désormais des colorants d’origine biologique, ciblant des chaînes d’approvisionnement plus durables. Les innovations en cours renforcent ainsi l'attrait commercial et l'empreinte mondiale des cellules solaires sensibilisées sèches. 

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Dynamique du marché 

Moteur : poussée mondiale croissante en faveur de l’utilisation des énergies renouvelables dans la production d’électricité à grande échelle dans le monde entier

En 2023, la poussée en faveur des énergies renouvelables a conduit à une adoption significative du marché des cellules solaires sensibilisées sèches dans des projets à grande échelle dans le monde entier. Un développement majeur est une installation de 25 mégawatts récemment mise en service au Moyen-Orient qui utilise des milliers de modules sensibilisés secs interconnectés, démontrant la résilience de la technologie dans les climats extrêmes. En outre, une initiative soutenue par le gouvernement en Asie du Sud-Est a affecté 350 millions de dollars à l'intégration de ces cellules pour l'électrification rurale, soulignant ainsi un engagement ferme en faveur de la diversification des sources d'énergie. Un autre point fort est un consortium de recherche en Amérique du Nord qui exploite plus de 45 sites d'essai dédiés, chacun s'étendant sur environ deux acres, pour évaluer les systèmes sensibilisés à sec sur divers types de terrain. Parallèlement, les améliorations apportées aux modules ont contribué à des rendements stables dépassant 200 watts par mètre carré, rendant ces cellules de plus en plus attrayantes pour les grandes installations.

L'attrait mondial découle d'avantages notables tels que des performances fiables dans des conditions de lumière diffuse ou changeantes, ce qui augmente les rendements énergétiques globaux. Sur le marché des cellules solaires sensibilisées sèches en Europe de l'Est, une ferme pilote a enregistré près de 6 000 heures de fonctionnement ininterrompu sur une période de huit mois, attestant de la cohérence à long terme de la technologie. Les décideurs politiques et les investisseurs privés se lancent dans des initiatives d'approvisionnement, considérant les cellules solaires sèches sensibilisées comme une option stratégique pour réduire l'empreinte carbone et renforcer la sécurité énergétique. Une adoption plus large dans la production d’électricité à grande échelle accélérera probablement les futurs perfectionnements dans la conception et la fabrication des modules. À mesure que de nouvelles installations sont mises en service, l'empreinte de la technologie s'étend, réduisant ainsi les coûts de production grâce à des économies d'échelle. Dans l'ensemble, la dynamique du marché en faveur de solutions énergétiques vertes concorde avec l'intérêt croissant des gouvernements à combler les lacunes en matière d'infrastructures grâce à des technologies photovoltaïques avancées, durables et efficaces.

Tendance : l'intégration de couches de nanomatériaux favorise une plus grande durabilité et une production électrique stable

L'intégration de couches de nanomatériaux avancés a considérablement amélioré les performances et la longévité du marché des cellules solaires sensibilisées à sec en 2023. Des recherches menées dans un éminent institut européen ont révélé que la superposition de nanotubes de graphène sur des échafaudages en dioxyde de titane prolongeait la tolérance d'exposition des modules de plus de 2 000 heures dans des simulations à la lumière du soleil. En Asie de l'Est, le dopage de nanoparticules d'oxyde de zinc dans la structure de l'électrode a produit une densité de puissance constante d'environ 210 watts par mètre carré. Un projet pilote en Australie a testé des panneaux prototypes intégrant des nanofibres de carbone, rapportant une dégradation des performances considérablement réduite dans les régions à forte humidité. Parallèlement, un consortium nord-américain de matériaux a démontré une rétention de l'intégrité cellulaire de près de 98 % après 10 000 tests de flexion, soulignant les avantages mécaniques robustes des améliorations à l'échelle nanométrique.

Ces solutions basées sur des nanomatériaux atténuent efficacement les microfissures et les défaillances structurelles, un facteur essentiel pour garantir des performances constantes dans le temps. De plus, la tolérance à la chaleur s’est considérablement améliorée ; des installations pilotes au Moyen-Orient ont signalé une production d’électricité stable à des températures atteignant 90 degrés Celsius. Les chercheurs attribuent cette résilience à la manière dont les revêtements à l’échelle nanométrique optimisent le transport des électrons et réduisent les pertes internes. Par conséquent, les méthodes de fabrication sur le marché des cellules solaires sensibilisées sèches incluent désormais un équipement de stratification spécialisé qui prend en charge le dépôt précis de ces matériaux, bien que l’évolutivité reste un travail en cours. À mesure que de plus en plus de producteurs adoptent des procédés basés sur les nanomatériaux, la fiabilité des cellules et la qualité de la production continuent de progresser, suscitant un intérêt commercial plus large. Cette tendance illustre à quel point une ingénierie méticuleuse à l’échelle nanométrique peut générer des gains à fort impact, alimentant ainsi de nouveaux efforts de R&D dans les laboratoires mondiaux.

Défi : La capacité limitée de fabrication à grande échelle limite les efforts de pénétration commerciale généralisée du marché à l'échelle mondiale.

Malgré des progrès tangibles en matière d'efficacité des modules, la capacité de fabrication limitée reste un goulot d'étranglement critique pour les cellules solaires à sensibilisation sèche en 2023. Des enquêtes industrielles indiquent que seules sept installations majeures dans le monde peuvent produire plus de 100 000 modules par an, ce qui réduit la compétitivité par rapport aux systèmes photovoltaïques au silicium traditionnels. Pour aggraver le problème, un consortium mondial tentant d'établir deux méga-usines en Europe occidentale n'a obtenu que 120 millions de dollars sur les 500 millions de dollars visés cette année, soulignant les contraintes d'investissement. Plusieurs petits producteurs sont confrontés à des obstacles logistiques récurrents, notamment des pénuries de matières premières, qui exacerbent les retards de livraison et raccourcissent les délais des projets. Ce déficit du côté de l’offre gonfle non seulement le coût par module, mais freine également une adoption commerciale plus large.

Les développeurs de projets attendent souvent des périodes prolongées (parfois huit mois) pour des lots de 50 000 modules, un délai qui complique la planification opérationnelle. L'achat de composants spécialisés tels que des pâtes à base de platine ou de carbone peut mettre les fournisseurs à rude épreuve, ce qui entraîne des cycles de production imprévisibles. De nombreux intégrateurs sur le marché des cellules solaires sensibilisées sèches ont fait état de difficultés à obtenir des calendriers d'expédition fiables, ce qui a entraîné des reports de projets ou des réductions de portée. De plus, le manque de main d’œuvre qualifiée pour assembler des couches complexes a poussé certaines entreprises à automatiser certaines étapes de production. Avec seulement une douzaine de lignes de fabrication robotisées dans le monde, la capacité actuelle a du mal à répondre à la demande croissante de grandes installations. Surmonter ces obstacles à la fabrication nécessitera des investissements coordonnés dans des équipements à haut débit et dans la formation de la main-d’œuvre. À mesure que la capacité augmente, le coût de la technologie et la stabilité de la chaîne d'approvisionnement devraient s'améliorer, ouvrant la voie à une présence plus large sur le marché.

Analyse segmentaire 

Par colorants 

Les colorants organiques dominent le marché des cellules solaires sensibilisées sèches en contrôlant plus de 55 % de part de marché, principalement en raison de leur structure moléculaire personnalisable, de leur rentabilité et de leur composition respectueuse de l'environnement. Des travaux récents en laboratoire de l'EPF ont révélé qu'au moins huit nouvelles variantes de colorants organiques, allant des colorants à base d'indoline tels que le D149 aux dérivés de porphyrine, ont été intégrées avec succès dans des modules pilotes en 2023. Publications de recherche en Amérique du Nord ont souligné que plus de 20 colorants carbazole nouvellement synthétisés présentaient une phototension plus élevée dans des conditions de lumière limitées, rivalisant avec les complexes de ruthénium traditionnels. Plusieurs fabricants d'électronique, dont un consortium en Corée du Sud, ont collaboré avec des producteurs de colorants pour tester des pigments inspirés des anthocyanes pour les cellules à couleur réglable. Les données publiques montrent qu'au moins six sites de démonstration à grande échelle à travers l'Europe ont remplacé les colorants hybrides métallo-organiques par des alternatives purement organiques, citant une stabilité améliorée et des processus de fabrication simplifiés.

L’innovation de pointe en 2023 s’est concentrée sur le réglage fin de l’alignement des bandes et de l’efficacité de l’injection d’électrons pour de meilleurs rendements de puissance, en particulier sous un éclairage intérieur ou diffus. Une startup basée à Tokyo sur le marché des cellules solaires sensibilisées sèches a breveté un nouveau mélange de colorants coumarine-pyridine utilisé dans 15 prototypes installés dans des foyers tests, dans le but d'améliorer les performances à long terme sans sacrifier l'éclat des couleurs. Des chercheurs de l'Institut Fraunhofer ont révélé qu'au moins neuf formulations de colorants organiques dans les essais en cours présentaient une dégradation minimale après 1 000 heures d'éclairage continu, ce qui démontre une durée de vie prometteuse. Parallèlement, le coût de production de colorants organiques avancés est tombé en dessous de 12 dollars par gramme pour certaines commandes à volume élevé, ce qui les rend plus accessibles aux intégrateurs d'appareils solaires de taille moyenne. À la mi-2023, les principaux fournisseurs de produits chimiques ont confirmé au moins sept nouveaux accords de fourniture avec des usines de modules solaires en Europe et en Asie, renforçant ainsi la viabilité commerciale des colorants organiques dans les cellules sèches sensibilisées.

Par candidature 

Sur la base des applications, le marché des cellules solaires sensibilisées sèches a trouvé une solide place dans les applications de charge portables, car il contrôle plus de 35 % des parts de marché car elles offrent une construction légère, des facteurs de forme flexibles et une capture d'énergie fiable même dans des conditions de faible luminosité. Un consortium technologique californien a annoncé avoir livré 10 000 chargeurs portables dotés de modules sensibilisés à sec pour des tests sur le terrain en 2023, ciblant les routards et les premiers intervenants qui ont besoin d'une alimentation rapide et hors réseau. Plusieurs entreprises d’électronique grand public ont commencé à intégrer ces cellules dans des boîtiers de liseuses électroniques et des montres intelligentes ; au moins cinq modèles de montres intelligentes récemment lancés en Asie comportent désormais des coques arrière intégrées à des films solaires à base de colorant pour une charge d'entretien. La relative facilité de superposition de ces cellules sur des substrats minces suscite l’intérêt des fabricants de drones, quatre startups de drones de premier plan en Israël expérimentant des panneaux DSC à petite échelle sur leurs derniers prototypes.

La demande est également stimulée par la tendance croissante des kits d'urgence personnels, pour lesquels les solutions solaires portables sont cruciales sur le marché des cellules solaires sensibilisées sèches. Plusieurs détaillants européens, dont une grande chaîne allemande, ont signalé une augmentation des commandes de batteries externes sensibilisées à sec pendant les mois de pointe des voyages. Les experts de l'industrie de l'Alliance solaire internationale soulignent que huit nouveaux partenariats, impliquant des spécialistes des batteries et des développeurs de matériaux solaires, se sont formés en 2023 pour affiner le couplage du stockage d'énergie avec les modules DSC. De plus, des marques d'accessoires spécialisées explorent les skins DSC imprimés sur mesure, avec au moins trois collections pilotes lancées par des studios de design à Londres cette année. Ces tendances reflètent une évolution vers des solutions d'alimentation autonomes qui évitent l'encombrement et la rigidité typiques des panneaux cristallins traditionnels. À mesure que de plus en plus d'appareils grand public adoptent des technologies de recharge portables et respectueuses de l'environnement, les analystes prévoient que les cellules solaires à sensibilité sèche continueront à se développer au-delà des équipements d'extérieur de niche et à entrer dans l'électronique personnelle grand public.

Par les utilisateurs finaux 

Les consommateurs résidentiels, avec plus de 35 % de part de marché, représentent le principal groupe d'utilisateurs du marché des cellules solaires sensibilisées sèches, motivé par l'intérêt croissant des ménages pour l'autonomie énergétique et l'esthétique. Les données de l'industrie montrent qu'au cours de la seule année 2023, plus de 15 communautés résidentielles pilotes en Europe et en Asie ont réalisé des installations comprenant des fenêtres à cellules colorantes et des stores de balcon. Un programme australien a révélé que 600 maisons nouvellement construites incorporaient des panneaux DSC colorés et semi-transparents pour réduire la dépendance à l'égard du réseau électrique traditionnel tout en conservant l'attrait architectural. Aux États-Unis, plusieurs coopératives de propriétaires ont mené des accords d’achat en gros, avec un accord phare au Colorado portant sur 200 toits. Les solutions sensibilisées à sec se distinguent par leurs exigences d'assemblage relativement simples, permettant aux installateurs locaux de les déployer sans équipement spécialisé. Des projets tests en cours au Japon, impliquant huit quartiers de banlieue, mesurent les avantages d'isolation supplémentaires que les panneaux DSC peuvent offrir lorsqu'ils sont intégrés dans des unités à double vitrage.

La domination des consommateurs résidentiels sur le marché des cellules solaires sensibilisées sèches est motivée par des facteurs tels que l'accent croissant mis sur la durabilité, les incitations municipales qui encouragent l'innovation et la capacité d'incorporer des combinaisons de couleurs personnalisables pour un attrait esthétique. De nombreux jeunes propriétaires, en particulier dans les zones urbaines d'Europe, adoptent ces panneaux pour leurs propriétés semi-transparentes, ce qui conduit à des façades créatives avec génération solaire intégrée. Les concepteurs de meubles ont introduit au moins quatre nouvelles gammes de couvertures de terrasse utilisant la technologie DSC, ciblant les propriétaires qui souhaitent à la fois de l'ombre et une production d'électricité dans des espaces extérieurs compacts. Les initiatives solaires communautaires ont également commencé à tester des modèles coopératifs, avec neuf programmes pilotes au Royaume-Uni vérifiant les accords de partage des coûts pour les installations sensibilisées à sec dans les habitations multifamiliales. Ces développements interdépendants montrent clairement que la base résidentielle continuera à façonner la demande de DSC, les architectes et le public étant désireux d'explorer comment ces cellules peuvent allier style, fonctionnalité et économies d'énergie dans la vie quotidienne.

Par type de matériau

Le dioxyde de titane reste le matériau de choix pour le marché des cellules solaires sensibilisées sèches en raison de sa grande mobilité électronique, de son abondance et de son infrastructure de production bien établie. Le segment détenait plus de 65 % de part de marché en 2024. Les rapports de l'industrie du début de 2023 confirment que plus de 40 installations de fabrication dans le monde se spécialisent désormais dans la production de nanoparticules de TiO₂ adaptées aux applications solaires, avec des centres notables en Chine et en Allemagne. Une récente enquête sur les matériaux réalisée par le Laboratoire national des énergies renouvelables a révélé qu'au moins dix lignes pilotes nouvellement mises en service au cours de l'année écoulée utilisaient exclusivement des photoanodes à base de TiO₂ pour obtenir un transport d'électrons favorable. La chaîne d'approvisionnement mondiale a été renforcée par des producteurs clés comme Tronox et Venator, qui ont tous deux augmenté leur offre pour répondre à la demande élevée des startups solaires de nouvelle génération. Au moins cinq consortiums de recherche, dont un groupe important de l'Université de Manchester, ont publié des données montrant une stabilité photoélectrique améliorée lorsque les films de TiO₂ sont dopés avec des éléments de terres rares.

Les principaux moteurs de cet élan incluent une évolutivité plus facile et une compatibilité prouvée avec une gamme de colorants organiques. Une usine indonésienne a déclaré avoir expédié plus de 2 000 kilogrammes de TiO₂ de haute pureté par mois à des développeurs internationaux de cellules solaires, soulignant la forte consommation de ce matériau. Les analystes d'Astute Analytica soulignent que la température de traitement relativement basse du matériau, combinée à une stabilité chimique robuste, permet un déploiement rapide sur le marché émergent des cellules solaires sensibilisées à sec. Plusieurs projets de démonstration européens, comme ceux du Danemark et des Pays-Bas, se sont éloignés des couches d'oxyde de zinc ou d'oxyde d'étain, citant la durée de vie des électrons plus élevée obtenue avec les films à base de titane. En 2023, un consortium de six universités et laboratoires privés a lancé un programme de recherche commun explorant de nouveaux traitements de surface pour le TiO₂, avec 14 installations expérimentales déjà sur les campus universitaires. Les analystes prévoient que l'augmentation continue des projets de stockage d'énergie et d'intégration solaire augmentera encore les expéditions de TiO₂, maintenant ainsi son solide leadership dans les applications de cellules sèches sensibilisées.

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Analyse régionale 

L'Europe détient actuellement la plus grande part du marché des cellules solaires sensibilisées sèches, avec 43 % selon les estimations de l'industrie. En 2023, ce leadership découle d’un paysage politique cohérent et d’un financement substantiel de la recherche. La Commission européenne a alloué environ 700 millions de dollars à la R&D avancée dans le domaine photovoltaïque au cours du dernier exercice financier, permettant ainsi l'émergence d'au moins 14 laboratoires de fabrication spécialisés. L'Allemagne à elle seule héberge plus de 2 500 installations pilotes sensibilisées à sec, principalement dans des parcs industriels visant à réduire leur empreinte carbone. Les appels d'offres publics français comprenaient environ 240 projets solaires à grande échelle utilisant ces modules pour des complexes municipaux. La demande pour de telles solutions a simultanément renforcé les capacités d’innovation dans la région, le Royaume-Uni ayant délivré 1 100 nouveaux permis de construire liés au BIPV au cours de l’année écoulée.

Le photovoltaïque intégré aux bâtiments reste un moteur de croissance majeur sur le marché européen des cellules solaires à sensibilisation sèche, où l'esthétique de la conception et la performance énergétique se croisent. Les principaux constructeurs automobiles – au moins cinq en Allemagne, en France et en Italie – intègrent des bandes solaires sensibilisées à sec sur les toits des véhicules électriques pour améliorer l'autonomie des batteries embarquées. Une initiative de recherche transcontinentale impliquant sept instituts universitaires et de grandes entreprises d'électronique expérimente en outre des dispositifs portables sensibilisés à sec hors réseau pour l'alimentation de secours dans les zones sinistrées. Ces développements alimentent des améliorations continues de l'efficacité et de la résilience des modules, consolidant ainsi le rôle de l'Europe en tant qu'influenceur clé sur le marché mondial.

Au niveau régional, la plus forte concentration de projets se situe dans des centres qui valorisent des performances constantes sous un ensoleillement modéré. L’Italie, par exemple, exploite un site de démonstration de 200 mégawatts utilisant des cellules multicouches au dioxyde de titane pour résoudre les problèmes d’ombrage partiel. L'Espagne est également un hotspot émergent, ayant autorisé 320 permis de rénovation solaire ciblant les structures patrimoniales afin d'équilibrer la conservation et les améliorations renouvelables. Parallèlement, au moins 15 programmes de formation spécialisés ont été lancés dans toute l'Europe occidentale pour former une main-d'œuvre maîtrisant les technologies sensibilisées à sec, favorisant ainsi une adoption rapide dans les nouvelles constructions et les rénovations. Grâce à un financement diligent, un soutien réglementaire et une culture de l’innovation, l’Europe continue de façonner la trajectoire du marché mondial de l’énergie solaire sensibilisée à sec.

Principaux acteurs du marché des cellules solaires sensibilisées à sec 

• Puissance G24 (Gcell)
• Dyesol Limited (fait maintenant partie de Greatcell Solar)
• Fujikura Ltd.
• Dynamo AB
• Solaronix SA
• Ricoh
• Grande cellule solaire
• Groupe Merck
• Société Sharp
• Peccell Technologies, Inc.
• Autres acteurs éminents

Aperçu de la segmentation du marché :

Par type de colorant

• Colorants organiques
• Colorants inorganiques
• Colorants naturels

Par type de matériau

• Dioxyde de titane (TiO2)
• Oxyde de zinc (ZnO)
• Autres

Par candidature

• Chargement portable
• BIPV/BAPV
• Électronique embarquée
• AIPV
• Publicité extérieure
• Autres

Par les utilisateurs finaux

• Résidentiel
• Commerce
• Énergie
• Électronique
• Automobile
• Agriculture
• Biens de consommation
• Autres

Par région

• Amérique du Nord
  • Les États-Unis
  • Canada
  • Mexique
• Europe
  • Europe occidentale
    • Le Royaume-Uni
    • Allemagne
    • France
    • Italie
    • Espagne
    • Reste de l'Europe occidentale
  • Europe de l'Est
    • Pologne
    • Russie
    • Reste de l'Europe de l'Est
• Asie-Pacifique
  • Chine
  • Inde
  • Japon
  • Australie et Nouvelle-Zélande
  • Corée du Sud
  • ASEAN
  • Reste de l'Asie-Pacifique
• Moyen-Orient et Afrique
  • Arabie Saoudite
  • Afrique du Sud
  • Émirats arabes unis
  • Reste de la MEA
• Amérique du Sud
  • Argentine
  • Brésil
  • Reste de l'Amérique du Sud