Quels sont les différents types de panneaux solaires ?

Panneaux solaires

La poussée des sources d’énergie renouvelables a entraîné une augmentation de l’utilisation de l’énergie solaire. Au cours de la dernière décennie seulement, l’industrie solaire a augmenté de près de 50 %, stimulée par le soutien fédéral tel que le crédit d’impôt à l’investissement solaire et la forte demande commerciale et industrielle d’énergie propre. 

Alors que le secteur solaire continue de croître, il vaut la peine d’étudier l’épine dorsale de l’industrie solaire : les panneaux solaires.

Ce guide illustrera les différents types de panneaux solaires disponibles sur le marché, leurs forces et leurs faiblesses, et celui qui est le mieux adapté à des cas d’utilisation spécifiques.

Panneaux solaires monocristallins

Également appelés panneaux monocristallins, ils sont constitués d’un seul cristal de silicium pur découpé en plusieurs tranches. Comme ils sont fabriqués à partir de silicium pur, ils peuvent être facilement identifiés par leur couleur noire foncée. L’utilisation de silicium pur fait également des panneaux monocristallins les plus économes en espace et les plus durables parmi les trois types de panneaux solaires.

Cependant, cela a un coût – beaucoup de silicium est gaspillé pour produire une cellule monocristalline, atteignant parfois plus de 50 %. Cela se traduit par un prix élevé.

Panneaux solaires polycristallins

Comme son nom l’indique, ceux-ci proviennent de différents cristaux de silicium au lieu d’un seul. Les fragments de silicium sont fondus et versés dans un moule carré. Cela rend les cellules polycristallines beaucoup plus abordables car il n’y a pratiquement pas de gaspillage et leur donne cette forme carrée caractéristique.

Cependant, cela les rend également moins efficaces en termes de conversion d’énergie et d’espace, car leur pureté et leur construction en silicium sont inférieures aux panneaux monocristallins. Ils ont également une tolérance à la chaleur plus faible, ce qui signifie qu’ils sont moins efficaces dans les environnements à haute température.

Panneaux d’émetteur et de cellule arrière passivés (PERC)

Les panneaux solaires PERC sont une amélioration de la cellule monocristalline traditionnelle. Cette technologie relativement nouvelle ajoute une couche de passivation dans la surface arrière de la cellule qui améliore l’efficacité de plusieurs manières :

Elle réfléchit la lumière dans la cellule, augmentant la quantité de rayonnement solaire qui est absorbée.

Elle réduit la tendance naturelle des électrons à se recombiner et inhibe le flux d’électrons dans le système.

Elle permet à de plus grandes longueurs d’onde de lumière d’être réfléchies. Les ondes lumineuses supérieures à 1 180 nm ne peuvent pas être absorbées par les tranches de silicium et passent simplement à travers, elles finissent donc par chauffer la feuille arrière métallique de la cellule et réduisent son efficacité. La couche de passivation reflète ces longueurs d’onde plus élevées et les empêche de chauffer la feuille arrière.

Les panneaux PERC permettent une plus grande collecte d’énergie solaire dans une empreinte physique plus petite, ce qui les rend idéaux pour les espaces limités. Ils ne sont que légèrement plus chers à produire que les panneaux traditionnels, en raison des matériaux supplémentaires nécessaires, mais ils peuvent être fabriqués sur le même équipement et peuvent finir par avoir un coût moyen par watt inférieur en raison de leur efficacité.

Panneaux solaires à couche mince

Les panneaux à couches minces se caractérisent par des couches très fines, suffisamment fines pour être flexibles. Chaque panneau ne nécessite pas de support de cadre, ce qui les rend plus légers et plus faciles à installer. Contrairement aux panneaux en silicium cristallin qui sont disponibles dans des tailles standardisées de 60, 72 et 96 cellules, les panneaux à couches minces peuvent être de différentes tailles pour répondre à des besoins spécifiques. Cependant, ils sont moins efficaces que les panneaux solaires au silicium typiques.

Variantes de panneaux solaires à couche mince :

Contrairement aux panneaux cristallins qui utilisent du silicium, les panneaux solaires à couches minces sont fabriqués à partir de différents matériaux. Ceux-ci sont : Tellurure de cadmium (CdTe), Silicium amorphe (a-Si) et Séléniure de cuivre indium gallium (CIGS).

Tellurure de cadmium (CdTe)

CdTe présente le même avantage de faible coût que les cellules polycristallines tout en possédant l’empreinte carbone, les besoins en eau et le temps de récupération énergétique les plus faibles de tous les types de panneaux solaires. Cependant, la nature toxique du cadmium rend le recyclage plus coûteux que d’autres matériaux.

Silicium amorphe (a-Si)

Le panneau solaire de silicium amorphe (A-Si) tire leur nom de leur nature informe. Contrairement aux cellules solaires mono et polycristallines, le silicium n’est pas structuré au niveau moléculaire. 

En moyenne, une cellule a-Si ne nécessite qu’une fraction du silicium nécessaire pour produire des cellules au silicium typiques. Cela leur permet d’avoir le coût de production le plus bas, au détriment de l’efficacité. C’est pourquoi les panneaux a-Si sont adaptés aux applications nécessitant très peu d’énergie, telles que les calculatrices de poche.

Séléniure de cuivre indium gallium (CIGS) 

Les panneaux CIGS utilisent une fine couche de cuivre, d’indium, de gallium et de sélénium déposée sur un support en verre ou en plastique. La combinaison de ces éléments se traduit par le rendement le plus élevé parmi les types de panneaux minces, bien qu’il ne soit toujours pas aussi efficace que les panneaux en silicium cristallin.

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