Que sont les panneaux photovoltaïques ?
Les panneaux photovoltaïques sont des systèmes de taille variable d’environ 1,7 m de haut par 1 m de large, qui sont utilisés pour convertir le rayonnement solaire en énergie électrique. L’énergie électrique ainsi générée est exprimée en kilowattheures (kWh). Chaque panneau est composé de 60 à 72 cellules photovoltaïques en silicium.
Le silicium est un matériau semi-conducteur qui réagit avec les photons présents dans les rayons du soleil pour produire de l’électricité. C’est ce qu’on appelle l’effet photoélectrique. (découvert par le français Edmond Becquerel). Aujourd’hui, il existe deux principaux types de panneaux photovoltaïques dont les cellules sont en silicium:
Quelle sont les différences entre des panneaux monocristallins ou polycristallins ?
Les cellules des panneaux solaires monocristallins sont composées de silicium monocristallin, leur processus de fabrication est très compliqué, mais ils bénéficient du rendement le plus élevé soit plus de 20%.
Voici un tableau des différents matériaux :
| Matière | Rendement | Évolution du marché |
| Monocristallin | 16 à 21% | 90% Part de marché |
| Multi-cristallin | 15% | 60% (des 90% Monocristallin) |
| Couches minces | 5 à 10% | 10% du marché mondial |
| Cellules à concentrations | 20 à 30% | Stade de démonstration |
| Cellules organiques | 5 à 10% | Expérimental |
| Cellules pérovskites | 22% | Expérimental |
Que sont les cellules pérovskites
Une cellule photovoltaïque à pérovskite est un type de cellule photovoltaïque qui contient un élément chimique à structure pérovskite, généralement un hybride organique-inorganique de plomb ou d’halogénure d’étain, dans sa couche active.
Photo : Empa
Le rendement des cellules photovoltaïques utilisant ces matériaux n’a cessé d’augmenter depuis la fin des années 2000.
Il est passé de 3,8% en 2009 à 25,2% en 2019 et de 29,1% pour le tandem pérovskite et silicium. ou un rendement plus élevé que les cellules photovoltaïques en silicium à jonction unique.
De plus ces cellules pérovskites sont la technologie solaire à la croissance la plus rapide de l’histoire. Ces cellules souffrent de problèmes de vieillissement et de stabilité structurelle à une échelle modulaire. Oxford PV annonce le lancement d’une ligne de production de cellules de pérovskite en silicium tandem d’une capacité de 250 MW en 2019.
X-IPV, le solaire qui s’adapte à toutes les applications
Le CEA à l’INES développe des modules photovoltaïques intégrables, conformables pour être intégré directement sur un élément de carrosserie ou d’enveloppe d’une automobile, d’un avion, d’un tram.
Au-delà du bâtiment, bien des surfaces déjà artificielles peuvent être utilisées pour devenir source d’énergie.
Les chercheurs conçoivent et développent des solutions photovoltaïques nouvelles par exemple pour qu’une route devienne productrice d’énergie pour des besoins d’énergie, ou encore pour alimenter un ballon dirigeable stratosphérique.
Et si l’avenir était dans les cellules photovoltaïques organiques
En effet, le chimiste japonais Toyobo Co. et le CEA, après six mois de recherche conjointe, ont pu fabriquer de petites cellules photovoltaïques organiques (PVO) sur un substrat en verre qui ont obtenu le meilleur rendement de conversion au monde dans une chambre noire. Toyobo veut faire de ce matériau la source d’énergie sans fil pour l’Internet des objets, comme les capteurs de température-humidité et de mouvement.
Patience, tous les matériaux visibles aujourd’hui pourrait demain produire de l’énergie.
Pourquoi pas la « route du soleil » en photovoltaïque !
On peut facilement imaginer, que la vraie révolution technologique résidera dans le fait d’avoir un rendement suffisamment important pour être autonome, mais aussi d’utiliser des matériaux organiques durables.
Pour allez plus loin -> Source : INES – CEA – Wikipedia – Empa
