File photo of solar cells | Photo: Tomohiro Ohsumi | Bloomberg
Si la recherche suit d’autres pistes, le silicium reste le matériau essentiel à la fabrication des modules photovoltaïques. Explications.
C’est l’élément de la construction d’un bâtiment agricole photovoltaïque que Triangle Energie ne fabrique pas : le panneau solaire. Dont la première provenance est la Chine à 90%. Pour autant, la filiale du groupe de Gilles Deshayes, qui s’est affirmée leader de son marché, suit les innovations de cette technologie. Les techniciens et commerciaux de l’entreprise maîtrisent le solaire et la conception des panneaux. Un point fort dans leur devoir d’explication au client.
Un panneau solaire, c’est l’assemblage de cinq éléments : cellules photovoltaïques, cadre en aluminium, verre, plastique et connexions en cuivre ou argent. Au cœur de la conception des cellules : le silicium, matériau de base. Incontournable. La silice, matière première photosensible et semi-conductrice, est extraite par raffinage de différents minéraux dont principalement le quartz. C’est aussi la ressource la plus abondante sur Terre après l’oxygène.
« Le matériau de base incontournable »
La pénurie n’est pas pour demain et c’est une bonne nouvelle tant le silicium semble ne pas devoir lâcher son statut de matériau de base dans les années à venir. « Que l’on parle de panneaux photovoltaïques actuellement commercialisés ou des travaux de recherche préfigurant la nouvelle génération de cellules solaires, le silicium représente toujours le matériau de base incontournable pour les concevoir », peut-on lire dans le magazine de Technique de l’ingénieur, « l’expertise technique et scientifique de référence » dans l’industrie depuis 70 ans.
Dans la course aux rendements, autour de 20% pour les panneaux actuels, les chercheurs tentent des évolutions pour atteindre voire dépasser 25%. A noter que le record du monde actuel est à 24,63%. Puis 30% comme la superposition de couches de cellules monocristallines et de cellules polycristallines. Là encore le silicium reste au cœur du procès. Aujourd’hui, deux grandes familles de panneaux se distinguent ainsi. Les monocristallins, conçus avec un seul cristal de silicium ; la structure des cellules photovoltaïques parfaitement homogène donne leur couleur noire. Les polycristallins, dotés de plusieurs cristaux, présentent, eux, un aspect multifacette de couleur bleue.
L’aire des celles tandem
Le choix d’utilisation est déterminé par le contexte du projet, que ce soient l’ensoleillement, l’orientation et la dimension de la toiture notamment. En gros, « les cellules monocristallines affichent un meilleur rendement par faible ensoleillement et le coût de fabrication est plus élevé, tandis que les polycristallines sont plus résistantes aux variations de températures », résume le site professionnel Habitatpresto.
Bref, le silicium a de beaux jours devant lui et la recherche semble s’orienter davantage vers des associations de matériaux aux propriétés complémentaires que vers une nouvelle matière de base. L’aire des cellules tandem a sonné et la capacité des pérovskites – « minéraux accessoires » communément trouvés dans les carbonatites – à mieux absorber la lumière en font le matériau associé portant le plus d’espoirs. De records mais surtout d’avenir décidément radieux de l’énergie solaire.
Christophe Castieau
Journaliste pendant 18 ans (carte de presse n° 94716), Christophe Castieau a fait le tour de tous les terrains. Rédacteur en chef adjoint de la Marseillaise, il a couvert trois élections présidentielles et s’est fait une spécialité des sujets de société. Il s’est naturellement tourné vers tout ce qui touche à la Transition énergétique. Sa reconversion comme technico-commercial à Triangle énergie – pour qui il écrit aussi – s’apparente à une suite logique