En entreprise comme en particulier, la présence des panneaux photovoltaïques sont devenus monnaie courante. Qu’il s’agisse d’un geste écologique ou économique, ils s’inscrivent désormais dans le paysage urbain. Bien que ces technologies de production de courant électrique soient répandues, peu ignorent leurs processus de fabrication. Or, ces derniers ont une incidence majeure sur le rendement dans le cadre d’un projet d’investissement solaire.
Quel est le mode de fabrication des panneaux solaires ?
La conception des panneaux solaires repose sur deux notions à savoir :
Le silicium cristallin
Le silicium cristallin est un élément incontournable de la fabrication de plaques photovoltaïques. En effet, grâce à ces propriétés photosensibles et semi-conductrices, il permet aux kits solaires de capter correctement les faisceaux lumineux et de les convertir en électricité.
Quand bien même le silicium fait partie des matières les plus abondantes sur Terre, il n’existe qu’en format dérivé. Pour l’avoir dans son aspect brut, il doit passer par plusieurs étapes bien précises à savoir : l’extraction, le raffinage et la cristallisation. Comme son nom l’indique, le premier procédé consiste à libérer les particules de silice (SiO₂) de ses sédiments afin qu’ils soient entièrement isolés.
Pour ce faire, plusieurs minéraux dont le quartz et le sable sont chauffés à très haute température de manière à ce qu’ils soient fluides. Le mélange obtenu après réduction est ensuite purifié pour obtenir une teneur en silice de 99,9999 %. Le but étantde rendre les cellules photovoltaïques qui seront fabriquées les plus performantes possibles. Une fois la purge terminée, le silicium prend la forme de lingots et est découpé en tranche(wafers) avant d’être cristallisé en monocristallin ou en polycristallin.
Les cellules photovoltaïques
Au même titre que le silicium cristallin, les cellules photovoltaïques sont également des éléments indispensables. Installées en série, elles fonctionnement par interdépendance pour produire de l’énergie. Etant donné que la cristallisation crée deux types de silicium, il existe en conséquence deux grandes familles de modules : les monocristallins et les polycristallins. De par sa couleur sombre et son élégance, les panneaux solaires monocristallins sont surtout plébiscités par les particuliers. Si son apparence homogène soit l’un de ces principaux atouts, ils se distinguent également par sa productivité. Globalement, les modules monocristallins délivrent une énergie moyenne de 16% à 24% contre 14 à 18 % pour les polycristallins même dans les régions faiblement ensoleillées. Les plaques polycristallins ou multricristallins quant à elles, se caractérisent par ses multiples cristaux souches. Certes, ces équipements solaires réclament des zones ensoleillées et offrent un rendement moins élevé que les monocristallins. Toutefois, ils sont peu énergivores et sont conçus avec des restes de silicium des panneaux photovoltaïques monocristallins.
Le cas des amorphes
Les plaques photovoltaïques dites amorphes se différencient des ses homologues (mono et polycristallins) par leurs conceptions. Le silicium utilisé est dosé à moins d’1% et ne subit aucun processus de cristallisation. En contrepartie, celui-ci est transféré directement sur une matière amorphe telle que le verre, le plastique, …. ce qui lui permet d’être abordable. Pour autant, les panneaux solaires amorphes présentent un rendement très faible avec 5 et 7 % de courant électrique autoproduit.
À noter que les modules photovoltaïques amorphes sont en mesure de produire de l’énergie à partir d’un éclairage artificiel.
Quels sont les autres composants des panneaux photovoltaïques ?
Les panneaux photovoltaïques sont constitués par divers éléments dont :
- Le cadre
- Le verre trempé
- L’enveloppe EVA
- Les cellules photovoltaïques
- La feuille de plastique rigide
- La boite de jonction
Sur la partie superficielle, les plaques solaires s’arment de cadre, de verre trempé et d’enveloppe EVA. Ces composants ont pour rôle de protéger les modules photovoltaïques et d’assurer le rendement. Le cadre par exemple, permet de stabiliser les panneaux et de prévenir contre l’apparition d’humidité. Et le verre trempé sert essentiellement à défendre les cellules photovoltaïques des potentiels chocs, UV mais également des infiltrations d’eaux. Quant à l’enveloppe EVA, elle sert à réguler et à protéger la structure des cellules photovoltaïques lors de l’interception des rayons solaires et de la transformation en énergie.
Sur ses zones profondes, les panneaux photovoltaïques sont entourés d’un revêtement en feuille de plastique rigide et compacte. Il garantit la performance et la durée de vie des modules durant son utilisation. Une boite de jonction vient ensuite compléter l’ensemble du système. Elle s’occupe également de la transmission du courant engendré par les cellules solaires aux installations extérieures.
Conclusion :
La fabrication des panneaux solaires est une tâche ardue et complexe. C’est pourquoi ils sont essentiellement fabriqués en Chine. Cependant, son origine n’a nullement un impact sur capacités à produire de l’électricité. Les chinois étant les leaders du marché du photovoltaïque, ils ravitaillent la plupart des entreprises et des revendeurs européens et ce, en respectant des normes de qualités strictes.