Panneaux photovoltaïques : types, technologies et développement

20/04/2017

Types de panneaux photovoltaïques

La majorité des panneaux que l’on voit et qui seront installés sur votre toit sont composés de cellules en silicium monocristallines ou polycristallines. Néanmoins il existe d’autres types de cellules, composées de matières semi-conductrices différentes et applicables sur des surfaces souples.

Première génération

La première génération de cellules est composée de silicium de haute qualité électronique.

On en distingue deux sortes :

  • Cellules monocristallines. Les wafers sont moins chers, mais moins performants.
  • Cellules polycristallines. Les wafers sont plus performants, mais leur coût est plus élevé.

L’installateur choisira le type de cellules qui vous convient le mieux par rapport à la superficie disponible pour l’installation et en fonction de la puissance dont vous avez besoin. Le rendement oscille entre 15 et 21% et dépend du type et de la marque de panneau. Les panneaux solaires photovoltaïques présentant des cellules en silicium sont recyclables à 85%.

Deuxième génération

Couche mince

Du silicium amorphe (a-Si), du sélénium de cuivre indium (CIS) ou du tellurure de cadmium (cdTe) est imprimé sur du verre ou du plastique. Cette technologie est moins coûteuse et peut produire de l’électricité avec une lumière moins intense. Cependant, elle nécessite une grande superficie à cause de son rendement plus faible. Ces semi-conducteurs sont plus toxiques et du pétrole est nécessaire pour fabriquer le support en plastique.

Exemple : la cellule photovoltaïque sur certaines calculatrices.

Troisième génération

Cellule organique

La cellule est composée de molécules organiques ou polymères sur un support en verre ou en plastique. Le semi-conducteur est moins cher et moins polluant, mais ces cellules présentent un rendement plus faible et nécessitent donc une plus grande superficie par rapport aux panneaux photovoltaïques composés de cellules en silicium. Ici aussi, du pétrole est nécessaire pour fabriquer le support en plastique.

Multi jonctions

Cette cellule est composée de différentes couches de silicium qui ont subi des traitements différents. Grâce aux différentes couches, les cellules génèrent du courant électrique avec un plus large spectre lumineux du soleil pour atteindre un plus haut rendement. Cette technologie est utilisée dans le domaine de l’aérospatial et dans les systèmes solaires à concentration (CPV ou « concentrating photovoltaic » en anglais). Le dernier record atteint est un rendement de 46%.

Technologies en développements

Cellule à la pérovskite

Depuis 2012, des scientifiques, entre autres au Laboratoire Nationale de Los Alamos (Nouveau-Mexique, Etats-Unis), étudient la possibilité d’utiliser la pérovskite à la place du silicium pour les cellules photovoltaïques du futur. Comme le silicium, ce minéral a aussi un aspect métallique et est un semi-conducteur qui absorbe la lumière. L’avantage supplémentaire est qu’il est moins cher et plus efficace que le silicium. Un des problèmes qui est encore en phase de recherche est la dégradation de la pérovskite au contact du soleil. Néanmoins, elle se rétablit dans le noir et donc la nuit.

Solutions esthétiques

Auparavant, les panneaux solaires n’étaient pas très esthétiques sur les toitures penchées (toits obliques), surtout lorsqu’il s’agissait de les installer de la façon la plus rentable possible par rapport à la zone d’ensoleillement du toit. Opter pour des panneaux monocristallins entièrement noirs (« full back ») est la solution actuelle la plus courante. Il est possible de les déposer sur le toit ou de les y intégrer, une solution d’autant plus esthétique. Couvrir entièrement sa toiture de panneaux photovoltaïques est également envisageable, certaines marques fabriquant des panneaux sur mesure.

Deux autres solutions réellement esthétiques seront probablement disponibles dans le futur. La première consiste en des panneaux imprimés avec un motif semblable à celui du toit. L’autre est composée de tuiles avec cellules intégrées et donc invisibles depuis la rue. Deux petits bémols, ces deux solutions ne sont pas encore disponibles en Belgique et ne sont pas les plus rentables.

Vers le groupement d’achats de panneaux photovoltaïques.

Sources :

http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/solaire-photovoltaique
https://fr.wikipedia.org/wiki/Silicium
https://fr.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9rovskite
http://www.ef4.be/fr/photovoltaique/
https://www.actu-environnement.com/ae/pdt/panneaux-solaires-impact-environnement-edf-enr-667.php4
https://www.lenergieenquestions.fr/tag/multi-jonction/
http://abcphotovoltaique.com/articles.php?pg=237
http://energies-renouvelables.consoneo.com/guide/entreprise-ecologique/les-differents-modeles-panneaux-photovoltaieques/1260/
http://www.panneaux-solaires-france.com/les-differents-panneaux-solaires
http://www.madehow.com/Volume-1/Solar-Cell.html
http://www.renewableenergyworld.com/ugc/articles/2017/02/23/startup-takes-on-tesla-with-aesthetic-solar-installations.html?cmpid=enl_rew_renewableenergynews_2017-03-01&email_address=anatole.franck@wikipower.be&eid=380315987&bid=1679140
https://energy.gov/articles/next-generation-solar-panels

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