Brevet LONGi US12133398B2 : les couches d'induction ordonnées derrière un record mondial solaire
💡 En bref : Longi Green Energy Technology Co Ltd (Chine) détient le brevet américain US12133398B2 (accordé le 29 octobre 2024), qui introduit deux couches d'induction ordonnées permettant aux films de pérovskite de cristalliser proprement sur des surfaces de silicium rugueuses. Cette avancée d'ingénierie est l'une des briques fondamentales expliquant comment LONGi a atteint le record mondial de 35,5 % de rendement de conversion photoélectrique en juillet 2026, certifié par l'ESTI (Institut européen d'essai solaire). Aucune cellule à jonction unique en silicium ne peut jamais atteindre ce chiffre - les tandems pérovskite-silicium, si.
Ce que revendique réellement le brevet US12133398B2
Le brevet, simplement intitulé Tandem cell (Cellule tandem) et cédé à Longi Green Energy Technology Co Ltd, a été déposé auprès de l'USPTO le 19 août 2021 (revendiquant la priorité du 20 août 2020) et accordé le 29 octobre 2024. L'inventeur unique mentionné est Chen Xu. En termes clairs, le brevet résout un problème de fabrication précis : lorsque l'on dépose une couche de cellule solaire pérovskite sur un wafer de silicium texturé, la surface rugueuse en forme de pyramides fait cristalliser le pérovskite de manière chaotique et riche en défauts. Chaque défaut est un piège où les électrons et les trous se recombinent avant de produire un travail utile, ce qui fait chuter le rendement.
La réponse du brevet consiste en deux minces couches d'induction ordonnées insérées entre la cellule de base en silicium et la cellule supérieure en pérovskite. La première couche se situe entre la cellule de base en silicium et la couche de transport de trous ; elle utilise des molécules en forme de bâtonnet (comme BPTT) ou des oxydes métalliques tels que l'oxyde de zinc qui s'alignent verticalement par empilement compact, formant ce que le brevet appelle un canal géométrique hautement ordonné. Ce canal guide la couche de transport de trous au-dessus à se déposer avec une meilleure cristallinité et moins de joints de grains. La seconde couche, placée entre la couche de transport de trous et l'absorbeur pérovskite, utilise des sels d'ammonium organiques ou des composés inorganiques de plomb (oxyde de plomb, iodure de plomb, bromure de plomb) ayant une parenté chimique avec le pérovskite lui-même. Cette parenté permet au pérovskite de cristalliser avec une correspondance structurelle bien meilleure. Le résultat est un empilement qui se comporte davantage comme un cristal cohérent que comme un assemblage désordonné, et cette cohérence se traduit directement en rendement. Le pont technique entre ces deux sous-couches conditionne toutes les optimisations ultérieures.
Le problème de fond : pourquoi la surface rugueuse du silicium est-elle si difficile à surmonter ?
Les cellules solaires en silicium cristallin sont fabriquées en gravant la surface du wafer en forme de pyramides microscopiques. Ces pyramides diffusent la lumière, réduisant la réflexion et améliorant la capture d'énergie photonique. Mais ces mêmes pyramides rendent extrêmement difficile le dépôt d'une couche de pérovskite uniforme par-dessus, comme essayer d'étendre un tapis parfaitement plat dans une pièce remplie de petites montagnes.
La limite de Shockley-Queisser plafonne le rendement théorique du silicium à jonction unique à environ 33,7 %. Un tandem pérovskite-silicium, en empilant deux absorbeurs capturant des parties différentes du spectre solaire, peut théoriquement dépasser 43 %. Combler cet écart est principalement un défi d'ingénierie des matériaux et des interfaces, et c'est précisément ce que résout US12133398B2. C'est aussi pourquoi ce brevet importe pour l'ensemble du secteur, pas seulement pour LONGi.
De quoi dépend ce brevet et quelles possibilités peut-il ouvrir ?
US12133398B2 s'inscrit dans une boucle d'innovation plus large. Du côté des intrants, il repose sur des cellules de base en silicium à hétérojonction (HJT) de haute qualité, une chimie d'absorbeur pérovskite de grande pureté, et des équipements de dépôt de couches minces de précision. Du côté des extrants, il a posé les bases de la technologie de nouvelle génération de LONGi : la monocouche auto-assemblée asymétrique HTL201, documentée dans la demande de brevet CN117603266A (déposée en Chine) et publiée dans une lettre à 54 auteurs dans Nature en juillet 2025. Ensemble, les couches d'induction ordonnées et l'approche SAM asymétrique expliquent l'essentiel du chemin parcouru par LONGi de 33,9 % (2023) à 35,5 % (juillet 2026).
Si cette approche peut être adaptée au dépôt en grand format - principal défi d'ingénierie non résolu - elle pousserait les rendements des modules tandem bien au-delà de ce que le silicium seul peut offrir. Oxford PV (Royaume-Uni, plus de 400 brevets pérovskite accordés) a accordé en février 2026 une licence sur son portefeuille à First Solar pour le marché américain, et à Trina Solar en 2025 pour la Chine. La course aux brevets façonne déjà qui pourra fabriquer la prochaine génération de panneaux solaires sans redevance de licence.
Pourquoi juillet 2026 constitue-t-il un tournant pour le secteur ?
Le résultat de 35,5 %, certifié par l'Institut européen d'essai solaire (ESTI, exploité par le Centre commun de recherche de la Commission européenne en Italie) et annoncé le 14 juillet 2026, est significatif pour trois raisons. Premièrement, c'est le premier résultat indépendamment certifié à franchir le seuil des 35 % pour une cellule tandem à deux électrodes. Deuxièmement, il s'inscrit dans une trajectoire ascendante ininterrompue : LONGi est passé de 34,85 % (avril 2025) à 35,5 % en 15 mois environ, sans plateau visible. Troisièmement, JinkoSolar a atteint 34,82 % en juin 2026, certifié par l'Institut des microsystèmes et technologies de l'information de Shanghai - moins d'un point de pourcentage sépare les deux acteurs.
La production de masse reste à plusieurs années. LONGi a indiqué mi-2026 ne pas avoir de plan de production commerciale actif pour les cellules tandem, citant des défis non résolus concernant le dépôt en grand format, la durabilité de l'encapsulation, la stabilité à long terme et le coût. Mais dans l'histoire du solaire, les records de laboratoire précèdent généralement la commercialisation de cinq à dix ans.
Qui est derrière ce brevet, et qui menace-t-il ?
LONGi Green Energy Technology Co., Ltd. est basée à Xi'an (Chine) et est le plus grand fabricant mondial de wafers de silicium monocristallin. L'article paru dans Nature en juillet 2025 compte 40 auteurs sur 54 provenant de LONGi, les 14 restants venant de l'Université de Suzhou, du CNITECH (Académie des sciences de Chine), de l'Université polytechnique de Hong Kong, de l'Université de technologie de Pékin et de l'Université des sciences et technologies de Chine. Il s'agit d'une entreprise menant de véritables recherches fondamentales en interne à l'échelle industrielle, une combinaison rare et décisive.
Les entreprises les plus menacées sont celles qui fabriquent des modules en silicium conventionnel à 22-24 % de rendement sans avoir investi dans la propriété intellectuelle liée au pérovskite. Les mieux positionnées sont celles qui disposent à la fois de portefeuilles de brevets et d'une capacité de production : LONGi, Oxford PV, JinkoSolar, Trina Solar et First Solar.
| Information | Détail |
|---|---|
| Numéro de brevet | US12133398B2 |
| Titre | Tandem cell (Cellule tandem) |
| Titulaire | Longi Green Energy Technology Co Ltd |
| Inventeur | Chen Xu |
| Date de priorité | 20 août 2020 |
| Date de dépôt (US) | 19 août 2021 |
| Date d'octroi | 29 octobre 2024 |
| Juridiction | États-Unis (USPTO) |
| Revendication principale | Deux couches d'induction ordonnées permettant une cristallisation de haute qualité du pérovskite sur silicium texturé |
Traduction de brevets : pourquoi elle est centrale dans cette course IP solaire
US12133398B2 est une invention d'origine chinoise déposée dans le système américain. Pour tout fabricant, organisme gouvernemental ou institution de recherche au Viet Nam ou en Asie du Sud-Est souhaitant licencier ces technologies ou contester une revendication dans un litige, le langage technique des revendications du brevet doit être traduit avec précision. Des termes tels que couche d'induction ordonnée, interaction de Van der Waals, effet épitaxial faible, sel d'ammonium organique ou matériau moléculaire en forme de bâtonnet sont des éléments de revendication précis : une erreur de traduction peut modifier l'étendue de la protection. La traduction de brevets et la traduction technique professionnelles sont un instrument juridique réel.
Qu'est-ce que cela signifie pour nous ?
Le record mondial de 35,5 % confirme que la technologie tandem pérovskite-silicium est réelle, reproductible et toujours en progression. Le brevet US12133398B2 est une brique d'ingénierie vérifiée dans cette fondation. Ce qui reste à accomplir est le saut industriel des cellules de laboratoire aux modules commerciaux durables et abordables, un saut qui prendra des années et plusieurs générations de propriété intellectuelle.
Pour les professionnels de la PI et les avocats en brevets travaillant dans la région Asie-Pacifique, le secteur tandem solaire génère un volume dense et croissant de dépôts de brevets transfrontaliers qui nécessiteront une traduction de brevets, une traduction technique, une traduction PI et une traduction technique anglais-vietnamien professionnelles à mesure que ces dépôts pénètrent les marchés sud-est-asiatiques.
FAQ
Pourquoi une cellule tandem pérovskite-silicium est-elle plus efficiente qu'une cellule silicium ordinaire ?
Une cellule silicium ordinaire ne capte que les photons dans une plage d'énergie limitée. Un tandem empile deux absorbeurs : la couche pérovskite supérieure capte les photons à haute énergie (bleus), la couche silicium inférieure capte les photons à plus faible énergie (rouges). Ensemble, ils extraient l'énergie d'une plus large partie du spectre solaire, portant la limite d'efficacité théorique d'environ 33,7 % (silicium seul) à plus de 43 %.
Qu'est-ce exactement qu'une couche d'induction ordonnée dans le brevet LONGi ?
C'est une mince couche moléculaire ou d'oxyde métallique déposée entre la cellule de base en silicium et la cellule supérieure en pérovskite. Des molécules en forme de bâtonnet s'alignent verticalement en empilement compact, formant un gabarit qui guide le film pérovskite à cristalliser dans une structure plus ordonnée avec moins de défauts. Moins de défauts signifie moins d'énergie perdue par recombinaison électron-trou, ce qui se traduit directement en rendement plus élevé.
Le rendement de 35,5 % est-il disponible commercialement aujourd'hui ?
Non. Le résultat de 35,5 % est une mesure de laboratoire certifiée sur un dispositif de petite surface. LONGi a indiqué mi-2026 ne pas avoir de plan de production commerciale actif pour les cellules tandem, en raison de défis non résolus concernant le dépôt en grand format, l'encapsulation, la stabilité à long terme et le coût.
Qui détient le plus de brevets pérovskite au niveau mondial ?
Oxford PV (Royaume-Uni) revendique plus de 400 brevets accordés dans le photovoltaïque pérovskite, le plus grand portefeuille d'une seule entreprise. Les fabricants chinois dont LONGi, Trina Solar et Aiko Solar déposent activement depuis 2022.
Pourquoi la traduction de brevets est-elle cruciale pour la technologie solaire ?
Les brevets solaires sont déposés dans de multiples juridictions : Chine, États-Unis, Europe et WIPO. Lorsqu'une entreprise au Viet Nam ou en Asie du Sud-Est souhaite licencier un brevet ou contester une revendication, le langage des revendications techniques doit être traduit précisément en vietnamien. C'est pourquoi les services professionnels de traduction de brevets sont indispensables dans une stratégie de PI transfrontalière.
Sources
Google Patents : US12133398B2 - Longi Green Energy (accordé oct. 2024)
pv-magazine : Record mondial LONGi 35,5 % (juil. 2026)
pv-magazine : JinkoSolar 34,82 % (juin 2026)
Solar Power World : First Solar - licence Oxford PV (févr. 2026)
À propos de l'auteur
Dao Huy (Lucas) est un traducteur professionnel spécialisé dans la traduction de l'anglais, du chinois et du français vers le vietnamien, avec plus de 7 ans d'expérience en traduction technique, traduction de brevets et documentation de propriété intellectuelle. L'essor rapide du portefeuille IP solaire pérovskite dans les juridictions américaine, européenne et PCT génère une demande croissante de traduction PI précise pour les négociations de licences et les dépôts réglementaires sur les marchés vietnamophones.
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Written by Dao Huy (Lucas), Vietnamese translator & localization specialist (EN · ZH · FR → Vietnamese). See translation services →