Entre 2019 et 2020, la production solaire a connu une augmentation de 11,1%*. Au cœur de cette croissance se trouve le panneau solaire, l’élément essentiel pour produire de l’électricité à partir de l’énergie solaire. Souhaitez-vous en apprendre davantage sur la fabrication des panneaux solaires photovoltaïques ? Dans cet article, Mon Kit Solaire vous livre un guide complet sur le sujet.
Analyse de la composition d’un panneau solaire
Un panneau solaire n’est pas un simple bloc. Il se compose de plusieurs parties essentielles, à savoir :
- Un cadre métallique en aluminium ;
- Une jointure d’étanchéité en caoutchouc ;
- Un vitrage en verre, destiné à protéger la surface contre les chocs extérieurs ;
- Une couche EVA ou éthylène-acétate de vinyle ;
- Une matrice cellulaire, comprenant les cellules solaires captant la lumière et produisant l’électricité, les diodes by-pass régulant le courant continu des cellules, et la grille conductrice acheminant le courant continu ;
- Une feuille de fond en PVF (polyfluorure de vinyle) ;
- Un boîtier de dérivation en plastique ;
- Des câbles de sortie, représentant les câbles de branchement du module ;
- Des connecteurs MC4 qui se clipsent à l’onduleur.
Pour en savoir davantage sur la composition d’un panneau solaire, consultez notre article dédié à ce sujet.
Les étapes de la fabrication d’un panneau solaire
La fabrication d’un panneau solaire passe par quatre grandes étapes essentielles. Depuis l’extraction des minerais nécessaires jusqu’à son assemblage, découvrez quelles sont ces étapes :
L’extraction du Silicium
Pour convertir la lumière en électricité, un panneau solaire doit assembler différentes composantes, dont les cellules solaires photovoltaïques constituent le cœur. Ces cellules, présentes dans 90% des panneaux solaires actuellement produits, sont composées en grande majorité de silicium, une matière première photosensible et semi-conductrice.
Le silicium, le deuxième élément le plus présent sur Terre après l’oxygène, représente environ 28% de l’écorce terrestre. Toutefois, on ne le trouve pas naturellement à l’état pur. Il est généralement extrait du sable ou du quartz, puis raffiné par chauffage et réaction chimique avec du carbone.
La Chine est actuellement le principal producteur mondial de silicium, fournissant 71% de cette ressource essentielle à diverses industries.
La transformation du silicium
La fabrication du silicium nécessite un procédé métallurgique. Le silicium est transformé à partir d’un procédé de réduction à très haute température. Il est ensuite purifié à environ 99,9999%.
Cependant, ces cristaux de silicium solaire obtenus après le procédé de réduction ne sont pas utilisables en l’état. Ils sont cuits à près de 1 450°C pour former des lingots de silicium, puis découpés en tranches fines et façonnés selon les besoins (monocristallin ou polycristallin). Ces tranches, appelées “wafers”, ne dépassent pas l’épaisseur d’une feuille de papier, soit au maximum 200 microns.
Le traitement
Les wafers subissent un traitement anti-reflet pour optimiser la quantité de lumière absorbée. Ce traitement consiste à creuser la surface du futur panneau de petites pyramides, permettant ainsi une absorption accrue de la lumière. Ce traitement confère également aux cellules photovoltaïques leur couleur bleue caractéristique.
Ensuite, du phosphore à très haute température (ou du bore) est déposé sur la face avant du panneau. Enfin, un circuit électrique est imprimé sur la surface du panneau. C’est ainsi que les cellules exposées à la lumière du soleil peuvent produire de l’électricité et transférer ce courant dans les circuits de votre habitation.
L’assemblage du panneau
Une fois les cellules photovoltaïques opérationnelles, elles sont connectées les unes aux autres. Environ 48 à 72 cellules sont soudées et encapsulées entre une plaque de verre trempé et une couche de polymère à l’arrière du panneau, avant d’être encadrées par de l’aluminium.
Enfin, un boîtier est ajouté à l’arrière du panneau afin de permettre sa connexion à l’onduleur ou au micro-onduleur.
Les différents types de cellules photovoltaïques
Il existe trois types de cellules photovoltaïques :
Cellules photovoltaïques monocristallines
Les panneaux solaires monocristallins sont formés de cellules découpées dans un bloc de silicium unique. Ce type de panneau se distingue par sa couleur bleu/noir caractéristique et l’absence de rainurage sur la face supérieure. Les panneaux monocristallins offrent un rendement supérieur aux autres types de panneaux, généralement autour de 20%. Ils sont particulièrement performants en cas de faible ensoleillement et peuvent capter la lumière sur des plages horaires plus longues. Cependant, leur processus de fabrication est plus énergivore et onéreux.
Cellules photovoltaïques polycristallines
Les panneaux solaires polycristallins sont composés de multiples cristaux de silicium assemblés. Ils présentent une apparence plus hétérogène, ressemblant à une mosaïque de cristaux bleutés. La fabrication des panneaux polycristallins est plus rapide, plus économique et a une empreinte écologique plus faible. Cependant, leurs rendements sont légèrement inférieurs, s’échelonnant généralement entre 14% et 18%.
Cellules au silicium amorphe
Les cellules au silicium amorphe sont moins courantes et moins efficaces que les précédentes. Les panneaux solaires fabriqués avec cette technologie présentent des rendements compris entre 5% et 7%. Cependant, le processus de fabrication de ces panneaux est plus économe, car il nécessite moins de silicium. De plus, les panneaux au silicium amorphe peuvent produire de l’énergie même avec un éclairage artificiel. Le silicium amorphe est associé à un matériau amorphe, comme le verre, l’acier ou le plastique, ce qui permet de créer des panneaux solaires souples.
Où sont fabriqués les panneaux solaires ?
Bien que la Chine domine le marché mondial de la production de panneaux solaires, d’autres pays développent également leur propre industrie.
En France, la fabrication de panneaux solaires s’est développée ces dernières années. Des entreprises françaises telles que DualSun, Voltec Solar et Systovi ont établi leurs sites de fabrication en France. Certaines entreprises étrangères, comme Sunpower, se sont également installées en France. L’achat de panneaux solaires Made in France permet non seulement d’accéder à des normes de qualité élevées, mais aussi de soutenir une filière en pleine expansion et d’investir dans des solutions innovantes.
Dans le reste du monde, la Chine reste le pays dominant sur le marché des panneaux solaires, suivie par les États-Unis, l’Allemagne et la Corée du Sud.
Les fabricants les plus connus du milieu
Quels sont les fabricants de panneaux solaires photovoltaïques de confiance ? Mon Kit Solaire vous présente les plus connus d’entre eux.
Les fabricants de panneaux solaires en France
Nous avons choisi de faire confiance au fabricant français DualSun pour notre gamme de kits de panneaux solaires. Créée en 2010, cette entreprise dispose d’un réel savoir-faire français dans ce domaine. DualSun fabrique une partie de ses panneaux solaires à Marseille et réalise l’autre partie de la fabrication et de l’assemblage en Asie, selon des critères très exigeants.
D’autres fabricants français sont également présents sur le marché, tels que Voltec Solar, qui propose des panneaux solaires premium depuis 2009, et Systovi, pionnier dans les panneaux aérovoltaïques depuis 2008.
Les fabricants de panneaux solaires étrangers
Parmi les nombreux fabricants étrangers, nous mentionnons JA Solar, un fabricant chinois de panneaux solaires qui est l’un des leaders du secteur photovoltaïque. Fondée en 2005, cette entreprise propose des panneaux solaires offrant les meilleurs rendements du marché, avec des garanties exceptionnelles. Mon Kit Solaire apprécie également les performances des panneaux solaires de la marque américaine SunPower, qui affichent les meilleurs rendements et garanties du marché.
D’autres marques mondiales, telles que Q-cells, un fabricant allemand produisant en Corée du Sud, et Eurener, un fabricant historique de panneaux solaires en Europe, sont également à mentionner.
Caractéristiques générales d’un panneau solaire
Bien que chaque panneau solaire soit différent, certaines caractéristiques générales peuvent être identifiées. Les panneaux solaires ont une taille relativement homogène, d’environ 1,7 m² (longueur : 1,7 m ; largeur : 1 m), pour un poids moyen de 18 kg. Leur durée de vie moyenne est d’environ 40 ans, et une grande partie de leurs composants peut être recyclée, tels que le verre, l’aluminium et le silicium.
De plus, les panneaux solaires sont conçus pour résister à des conditions météorologiques difficiles. Par exemple, ils peuvent supporter des grêlons de 1,25 cm de diamètre projetés à une vitesse de 140 km/h sans subir de dommages.
Conclusion
La fabrication des panneaux solaires est un processus technologiquement complexe, comprenant de nombreuses étapes et traitements. De l’extraction du silicium à la transformation en cellules photovoltaïques, en passant par les traitements spécifiques et l’assemblage final, chaque étape demande un savoir-faire particulier.
La filière photovoltaïque chinoise, dominante sur le marché, maîtrise parfaitement cet art. Toutefois, certaines marques françaises, telles que DualSun, se démarquent par leur excellence et leur savoir-faire. Chez Mon Kit Solaire, nous avons établi un partenariat de confiance avec DualSun, car nous croyons en la qualité de leurs produits.
La fabrication des panneaux solaires est une véritable prouesse technologique qui permet de produire de l’énergie propre et renouvelable. Investir dans des panneaux solaires, qu’ils soient fabriqués en France ou ailleurs dans le monde, contribue à un avenir plus durable.
