Comment fabriquer un panneau solaire ?

Sommaire

Composition et étapes de fabrication d’un panneau solaire

De nos jours, la majorité des panneaux solaires photovoltaïques sont constitués de silicium. Le silicium existe sous différentes formes de minéraux tels que le sable ou encore le quartz, il est le deuxième élément le plus abondant sur Terre. Voici les étapes de la fabrication du silicium :

• La réduction : Un mélange composé de morceaux de silice et de bois est chauffé à très haute température (environ 3000°) avant d’être entièrement purifié. On obtient alors du silicium solaire sous forme de petits cristaux.
• La cuisson : Les cristaux de silicium sont cuits à environ 1 500° afin de créer des lingots de silicium.
• La découpe : Une fois refroidis, les lingots sont coupés en tranches, d’une épaisseur de 200 microns, l’équivalent de l’épaisseur d’une feuille de papier.
• Le traitement : Les tranches de silicium reçoivent un traitement anti-reflet, qui leur donne cette couleur bleu que l’on retrouve sur les panneaux, le but étant d’augmenter la quantité de lumière absorbée.
• Le dopage : Les tranches de silicium sont dopées par l’ajout de phosphore ou de bore (une céramique réfractaire ultra dure et semi conductrice), nous obtenons alors des cellules qui, une fois exposées à la lumière du soleil, produisent de l’électricité. Ces cellules de silicium ne sont toutefois pas encore utilisables, un circuit électrique doit être imprimé sur la surface de celui-ci pour que le courant recueilli puisse être transféré. Il ne reste plus qu’à connecter les cellules, les souder, les encapsuler puis les encadrer pour former un panneau photovoltaïque.

Composant d’un panneau solaire

Il existe plusieurs types de panneaux photovoltaïques. D’une part, il y a les panneaux solaires produits à partir de silicium cristallin, ils représentent aujourd’hui plus de 90 % des panneaux solaires à la fois produits et installés. D’autre part, il existe les panneaux solaires utilisant la technologie CICS. Mais que signifie CIGS ? C’est un sigle pour définir les éléments chimiques cuivre, indium, gallium et sélénium qui sont des métaux beaucoup plus rares mais qui ne sont pas pour autant des terres rares. Les panneaux exploitant ces ressources représentent moins de 10% du marché. On peut dire alors que le fait que le secteur du photovoltaïque n’est pas concerné par l’utilisation des terres rares.

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Énergie grise et panneau solaire

Il est largement admis que l’étape impactant le plus le bilan énergétique des panneaux solaires est leur fabrication, leur recyclage étant maintenant parfaitement maîtrisé. Et plus particulièrement, la production du silicium solaire constituant les cellules photovoltaïques. Nous pouvons maintenant très facilement calculer le temps de retour énergétique, en général, il faut entre 2 et 3 ans à un système photovoltaïque pour produire autant d’énergie qu’il en a fallu pour le fabriquer.

Technologie d’un panneau solaire

Silicium & Panneau solaire monocristallin

Les cellules des panneaux solaires monocristallins sont composées de la découpe d’un bloc de silicium unique. Leur processus de fabrication demande bien plus d’énergie et plus d’argent mais ils offrent de meilleurs rendement souvent supérieurs de 20%, par rapport aux autres types de panneaux solaires. Ils ont la particularité d’avoir de meilleures performances par faible ensoleillement et de capter les rayons du soleil plus tôt le matin et plus tard le soir. Comment les reconnaître ? Leur fabrication à partir d’un cristal de silicium pur leur donne une teinte uniforme allant du gris au bleu foncé. Mais également l’absence de rainurage sur le panneau.

Panneau solaire polycristallin

Comme leur nom l’indique, les panneaux solaires polycristallins sont composés de plusieurs cristaux de silicium. Ils sont fabriqués à partir de chutes de morceaux de silicium qui sont fondus, refroidis et assemblés grâce à un processus plus rapide et plus économique. Ils sont donc moins chers que les panneaux monocristallins mais ils bénéficient de rendements inférieurs allant de 14 à 18 % en moyenne. Comment les reconnaître ? Les panneaux solaires polycristallins sont reconnaissables de par leur couleur bleu nuit non uniforme.

Panneau amorphe (ou à couche mince)

Les panneaux solaires amorphes sont les panneaux solaires les moins chers du marché et les moins performants du marché. Cela s’explique par leur méthode de fabrication. Un panneau solaire amorphe utilise uniquement 1 % de la quantité de silicium nécessaire à la création d’un panneau mono ou polycristallin. Ici, le silicium non cristallisé est envoyé sur un matériau amorphe (verre, acier ou plastique) qui permet la création de panneaux solaires souples. Comment les reconnaître ? Ils sont de couleur gris foncé. Enfin, les panneaux solaires amorphes ont la spécificité de pouvoir produire de l’énergie avec un éclairage artificiel.