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Avenir du panneau photovoltaïque

Mis à jour le 16/10/2013

Le rendement des modules photovoltaïques est généralement moins de 16% pour les cellules monocristallines et polycristallines et moins de 10% pour les cellules amorphe, cependant de nouveaux produits avec des rendements beaucoup plus élevés sont dans une phase de recherche et de développement.

Cellules photovoltaïques et Cellules photovoltaïques en film mince

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La première génération de panneaux photovoltaïques, mise au point il y a plus de 30 ans, était basée sur de plaques de silicium utilisées dans la production de processeurs. Les innovations dans le choix des matériaux et dans les procédés de fabrication ont permis d'augmenter de rendement des cellules régulièrement. La concentration de l'énergie solaire sur des cellules plus performantes est une autre voie de développement. Mais elle ne saurait pas répondre à la demande en croissance exponentielle du marché.

La seconde génération vit le jour il y a une décennie avec l’arrivée des premières cellules à couches minces. Cette technologie permet de couvrir de grandes surfaces avec des panneaux photovoltaïques flexibles et légers.

Troisième génération de panneaux photovoltaïques

La troisième génération est issue de la nanotechnologie, les panneaux photovoltaïques ressemblent à celui des couches minces, mais les coûts de production sont plus faibles, car les cellules sont imprimées sur un support. La production en masse, cent fois plus rapide que la méthode conventionnelle, risquerait bien de rendre les panneaux solaires accessibles à tous dans une avenir proche.

Le rendement des modules photovoltaïques est généralement moins de 16% pour les cellules monocristallines et polycristallines et moins de 10% pour les cellules amorphe, cependant de nouveaux produits avec des rendements beaucoup plus élevés sont dans une phase de recherche et de développement : les cellules solaires à base de silicium multicristallin ont montré un rendement pouvant atteindre les 20,3% et les cellules en couches minces produites à partir du disélénure de cuivre-iridium-gallium (CIGS) ont atteint 19,9% de rendement en laboratoire.

Sanyo Electric annonce le lancement à partir de décembre 2009, d'un nouveau module photovoltaïque dont le rendement obtenu serait de l'ordre 17,4%. 

L'entreprise japonaise prévoit de construire une usine de production de cellules pour la fin 2010, avec une capacité de 600 MW/an. Ces cellules nommées "Sanyo HIT" utilisent une technologie créant un modèle hybride composé d'un film de silicium amorphe recouvrant un substrat de silicium cristallin.

Grandes dimensions des modules photovoltaïques

En attendant l'industrialisation des modules plus performants, certaines entreprises se lancent dans la fabrication de modules de grandes dimensions afin de baisser les coûts.

Le module EST460 de l'entreprise chinoise ENN a une superficie de 5,7 m2 et une puissance nominale de 460 Wc. La technologie PV en couches minces de silicium à jonction tandem donne un rendement d'environ 8%. Les modules vont servir d'abord pour la construction d'une centrale solaire de 5 MW en Mongolie intérieure.


Concentration

Un rendement de 40,7% a été atteint par l'entreprise américaine Spectrolab en 2006, avec une cellule "multi-jonction" composée de plusieurs couches différentes qui captent des parties distinctes du spectre solaire.


Ces cellules de haut rendement sont particulièrement adapté à la concentration solaire, parce elles coûtent cher. Les modules photovoltaïques à concentration permettent une utilisation de l’effet loupe pour démultiplier l’impact du rayonnement du soleil et augmenter la production d'une surface de cellule donnée.

L'entreprise israélienne Zenith Solar a conçu un concentrateur solaire hybride capable de produire à la fois de l'électricité et de dégager suffisamment de chaleur pour en faire une source de chauffage.

Les héliostats de 10 m2 concentrent les rayons du soleil sur une cellule photovoltaïque qui convertie la lumière en électricité, et la chaleur émise par la concentration du rayonnement solaire est capturée via un système de refroidissement liquide. Ce système de captage solaire hybride permet à la centrale de convertir 75% de l'énergie reçu, soit en électricité, soit en eau chaude.



Article mis à jour le 16/10/2013

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