Les différentes technologies du photovoltaïque

Un module solaire photovoltaïque (ou panneau solaire photovoltaïque) est un panneau constitué d’un ensemble de cellules photovoltaïques reliées entre elles électriquement.

Compte tenu d’un rendement d’environ 10%, la puissance crête d’un panneau photovoltaïque est de l’ordre de 100 à 180 watts par mètre carré. L’énergie captée par un module dépend de la surface du panneau mais aussi de la latitude et de l’ensoleillement du lieu où il se trouve. Un module photovoltaïque ne génère aucun déchet en fonctionnement, son coût de démantèlement est très faible et ses coûts d’exploitation sont quasi nuls. La durée de vie d’un tel module est supérieure à 20 ans.

Les modules se distinguent en fonction des technologies de silicium qu’ils utilisent :

Silicium monocristalin: les capteurs photovoltaïques sont à base de cristaux de silicium encapsulés dans une enveloppe plastique. Lors du refroidissement, le silicium fondu se solidifie en ne formant qu’un seul cristal de grande dimension. On découpe ensuite le cristal en fines tranches qui donneront les cellules. Ces cellules sont en général d’un bleu uniforme.
– avantage : très bon rendement (17.2%).
– inconvénients : coût élevé, rendement faible sous un faible éclairement.

Silicium polycristalin: Les capteurs photovoltaïques sont à base de polycristaux de silicium, notablement moins coûteux à fabriquer que le silicium monocristalin, mais qui ont aussi un rendement un peu plus faible. Ces polycristaux sont obtenus par fusion des rebuts du silicium de qualité électronique. Pendant le refroidissement du silicium, il se forme plusieurs cristaux. Ce genre de cellule est également bleu, mais pas uniforme, on distingue des motifs créés par les différents cristaux.
– avantages : bon rendement (13%), mais cependant moins bon que pour le monocristallin, moins cher que le monocristallin.
– inconvénient : les mêmes que le monocristallin.

Ce sont les cellules les plus utilisées pour la production électrique (meilleur rapport qualité-prix).

Silicium amorphe: les panneaux « étalés » sont réalisés avec du silicium amorphe au fort pouvoir énergisant et présentés en bandes souples permettant une parfaite intégration architecturale. Empilement monolithique de deux cellules simples. En combinant deux cellules (couche mince de silicium amorphe sur silicium cristallin) absorbant dans des domaines spectraux se chevauchant, on améliore le rendement théorique par rapport à des cellules simples distinctes, qu’elles soient amorphes, cristallines ou microcristallines.
– avantages : sensibilité elevée sur une large plage de longueur d’onde. Bon rendement

Les cinq plus grandes firmes fabriquant des cellules photovoltaïques se partagent 60% du marché mondial. Il s’agit des sociétés japonaises Sharp et Kyocera, des entreprises américaines BP Solar et Astropower, et de l’allemande RWE Schott Solar. Le Japon produit près de la moitié des cellules photovoltaïques du monde.