fonderdemain Le panneau solaire est un ensemble de cellules photovoltaïques. Celle-ci se base sur un semi conducteur qui convertit l’énergie lumineuse solaire en courant électrique. Habituellement, les types de cellules photovoltaïques sont subdivisés de leurs procédés de fabrication technologique. Découvrez dans cet article quelles technologies de panneaux solaires conviennent à vos besoins.
Les cellules solaires mono et polycristallines
Les cellules standards ont une seule jonction et sont conçues avec du cristal de silicium. Ce semi-conducteur est fondu, puis refroidi, afin d’obtenir un cristal qui sera disposé en fines tranches pour créer chaque cellule photovoltaïque. Cette méthode est très chère, car elle nécessite beaucoup d’énergie. De plus, le silicium doit aussi être extrêmement pur.
Les cellules en silicium peuvent être monocristallines ou polycristallines. Avec le mono cristallin, le rendement va de 18 à 22%. Il diminue entre 14 à 18% pour la technologie poly-cristalline. Le prix moyen d’un module varie de 1,7 à 2 euros par mètre carré en 2019. La longévité annoncée de cette technologie est d’environ 25 ans. Au-delà, la cellule reste opérationnelle, mais est moins performante.
Les cellules monocristallines ont une plus longue longévité et un meilleur rendement par faible taux d’ensoleillement. Elles sont adaptées aux régions et pays aux températures basses. Par contre, elles demandent une fabrication plus onéreuse, plus énergivore et génératrice de CO2. Elles présentent aussi des rendements plus faibles par températures élevées.
Pour leurs parts, les modules poly-cristallins garantissent une production plus régulière par an. Ils ont un rendement plus élevé par forte température et sont donc adaptés aux régions des pays chauds. De plus, ils sont plus économiques et moins chers, avec une empreinte écologique plus faible. Ils permettent ainsi de réduire le prix d’un kit panneaux solaires écologique. Ils sont aussi moins sensibles à la température, mais sont plus encombrants avec une longévité légèrement inférieure. Ces deux types de cellules occupent 90% de la production d’électricité photovoltaïque.
Les nouvelles technologies de cellules solaires
Dans la seconde génération, les cellules utilisent le silicium amorphe (a-SI), le sélénium de cuivre et d’indium (CIS) et le tellurure de cadmium. La section amorphe a un rendement variant entre 6 et 9%. Elle est plus cher à fabriquer, mais est plus facile à utiliser, car elle capte l’énergie solaire peu importe la météo. Les amorphes conviennent aux applications dans les environnements défavorables : végétation, milieu urbain et où la surface plus importante du panneau solaire n’est pas une contrainte. En exemple d’applications : signalisation routière, bornes de paiement, éclairage de sécurité en site isolé, système de contrôle des cours d’eau. On les retrouve aussi sur beaucoup d’appareils nomades : calculatrices, radios, jouets…
Les versions à base de tellurure de cadmium (CdTe) captent encore mieux la lumière et ont un coefficient thermique plus avantageux. Par contre, la quantité de tellurure sur terre est limitée et c’est aussi un composant toxique. Des recherches sont ainsi en cours pour réduire l’épaisseur des cellules. La technologie de cuivre indium sélénium (CIS) offre l’avantage d’une diminution significative des coûts de production d’électricité photovoltaïque. Mais l’inconvénient est la disponibilité de l’indium, puisque sa quantité est faible. Ces deux technologies ont un rendement compris entre 13 et 16%.
La cellule CIGS, plus récente, s’améliore en propriété d’absorption, grâce à l’adjonction d’une quantité de gallium aux cellules CIS. Le rendement atteint ainsi 20% théorique. Quant aux cellules multi-jonctions, elles offrent une conversion supérieure à 30%, mais sont chers à fabriquer. Elles s’emploient exclusivement dans les concentrateurs solaires et sont adaptées à l’aérospatiale. Il y a aussi les cellules organiques, mais qui présentent encore des problèmes de stabilité dans le temps.
