Blog

Jun 09, 2023

Comment sont fabriqués les panneaux solaires ? (2023)

Leonardo David est ingénieur électromécanicien, MBA, consultant en énergie et rédacteur technique. Son expérience en matière de conseil en efficacité énergétique et solaire couvre des secteurs tels que la banque, le textile.

Leonardo David est ingénieur électromécanicien, MBA, consultant en énergie et rédacteur technique. Son expérience en matière de conseil en efficacité énergétique et solaire couvre des secteurs tels que la banque, la fabrication textile, la transformation des plastiques, la pharmacie, l'éducation, la transformation alimentaire, l'immobilier et la vente au détail. Il écrit également des articles sur des sujets liés à l'énergie et à l'ingénierie depuis 2015.

Tori Addison est une rédactrice qui travaille dans le secteur du marketing numérique depuis plus de cinq ans. Son expérience comprend des travaux de communication et de marketing dans les secteurs à but non lucratif, gouvernemental et universitaire. Journaliste de formation, elle a commencé sa carrière en couvrant la politique et l'actualité dans la vallée de l'Hudson à New York. Son travail comprenait la couverture des budgets locaux et étatiques, des réglementations financières fédérales et de la législation sur les soins de santé.

Les panneaux solaires sont devenus plus efficaces et abordables au fil du temps : entre 2010 et 2022, l'efficacité des modules photovoltaïques (PV) est passée de 14 % à plus de 22 %. Ces améliorations de la technologie solaire ont été possibles grâce à l’innovation et à des investissements à grande échelle dans les processus de fabrication, mais comment sont fabriqués exactement les panneaux solaires ?

Dans cet article, l'équipe des guides MarketWatch discute du processus de fabrication des panneaux solaires étape par étape, depuis les phases initiales jusqu'à l'assemblage, les tests et les impacts environnementaux.

La plupart des modules solaires photovoltaïques utilisent des cellules solaires en silicium, que vous pouvez classer en deux types principaux : monocristallins et polycristallins. Les deux types de cellules photovoltaïques sont constitués de silicium de haute pureté mais ont des procédés de fabrication différents :

Les panneaux solaires monocristallins peuvent convertir la lumière du soleil en électricité plus efficacement, mais ils sont plus complexes et plus coûteux. Les panneaux solaires polycristallins sont plus faciles à fabriquer et plus abordables, mais ont un rendement moindre.

Les détails techniques de la fabrication des panneaux solaires sont complexes, mais nous décomposons chaque étape du processus dans les sections suivantes. Les étapes ci-dessous s'appliquent aux panneaux solaires en silicium cristallin, qui représentent plus de 90 % de la part de marché mondiale. D'autres types de panneaux, notamment les panneaux à couches minces, font l'objet de processus de fabrication différents selon le matériau.

Selon la Royal Society of Chemistry, le silicium est l'un des éléments les plus abondants sur Terre, constituant 27,7 % de la croûte terrestre. Cependant, le silicium naturel est combiné à d’autres éléments tels que l’oxygène, le phosphore et l’azote. Les fabricants doivent traiter ces matières premières pour obtenir le silicium pur nécessaire à la fabrication des panneaux solaires.

La teneur en oxygène de la silice minérale peut être éliminée à haute température, ce qui donne un silicium de haute pureté. L'industrie solaire utilise du polysilicium pur à 99,9999 % pour fabriquer des cellules solaires polycristallines et monocristallines.

Les cellules poly ont un processus de production plus simple qui consiste à couler et à découper des blocs de silicium polycristallin dans les tranches carrées utilisées pour fabriquer les cellules photovoltaïques.

La fabrication de monocellules est plus complexe puisque les fabricants d’énergie solaire doivent d’abord s’assurer que le silicium fondu se solidifie en un seul cristal. Le processus repose sur la méthode Czochralski, dans laquelle les cristaux sont « cultivés » en plongeant un « cristal germe » plus petit dans du silicium fondu. Le résultat est un grand bloc cylindrique constitué d’un seul cristal de silicium que les fabricants peuvent découper en cellules solaires.

Les fabricants peuvent améliorer l’efficacité des cellules photovoltaïques en ajoutant des quantités contrôlées de bore et de phosphore. L'efficacité des panneaux solaires mesure la quantité de lumière solaire qu'une cellule solaire peut convertir en énergie.

Les éléments ajoutés agissent comme des semi-conducteurs : le phosphore donne du silicium de type n, tandis que le bore donne du silicium de type p.

En d’autres termes, ce processus convertit la lumière du soleil en énergie électrique.

Les panneaux solaires sont constitués de plusieurs cellules photovoltaïques reliées entre elles à l'aide de conducteurs en argent et de soudure en cuivre. Il existe de nombreuses tailles de panneaux, mais la plupart des panneaux solaires résidentiels comportent 60 ou 72 cellules. Certains fabricants fabriquent des panneaux solaires comportant 120 ou 144 demi-cellules, qui ont à peu près les mêmes dimensions que les panneaux à 60 et 72 cellules.