Pourquoi utiliser le silicium dans les panneaux solaires ?

Le silicium, un élément chimique que l’on trouve dans la croûte terrestre, un matériau clé dans la fabrication des cellules du panneau photovoltaïque. Cette substance semi-conductrice est au cœur de la révolution solaire, permettant de convertir l’énergie solaire en électricité de manière efficace. Un des éléments chimiques utilisable pour la fabrication de panneaux solaires, le silicium a rapidement monté en popularité auprès des fabricants. Découvrez dans cet article ce qu’est le silicium du panneau solaire, ainsi que son importance dans les installations électriques solaires.

Qu’est-ce que le silicium dans un panneau solaire photovoltaïque ?

Le silicium est un élément abondant dans la croûte terrestre. Transformé par procédé chimique pour former différents matériaux (silicone, céramique, gaz), on l’utilise ainsi dans plusieurs secteurs, dont le photovoltaïque avec les panneaux solaires photovoltaïques. En effet, ce matériau semi-conducteur possède la capacité de convertir la lumière du soleil en électricité, jouant ainsi un rôle important dans une installation solaire pour la production d’énergie renouvelable. La qualité du silicium, notamment sa pureté, influe directement sur l’efficacité et la durabilité des cellules photovoltaïques.

La fabrication des panneaux solaires commence par l’extraction du silicium à partir de sources telles que le quartz. Ce silicium extrait à l’état pur n’est pas immédiatement prêt à l’emploi pour les panneaux photovoltaïques. Il doit d’abord subir un processus de purification rigoureux afin d’atteindre un état de pureté suffisant. Cette étape détermine la qualité et l’efficacité des cellules solaires finales.

Une fois purifié, le silicium est fondu et formé en lingots. À l’aide de ces lingots, on peut donc créer ces cellules photovoltaïques. Selon qu’ils soient destinés à devenir du silicium monocristallin ou polycristallin, ces lingots prennent des formes différentes. Le silicium monocristallin est connu pour sa forme cylindrique unique, tandis que le polycristallin est généralement coulé dans des lingotières rectangulaires. La prochaine étape du processus est la découpe de ces lingots en tranches fines, connues sous le nom de wafers. Ces wafers de silicium sont alors la base pour la création des cellules photovoltaïques qui composeront le panneau solaire.

Quel est le rôle du silicium dans les panneaux solaires ?

Le silicium joue un rôle primordial dans la technologie des panneaux solaires grâce à ses propriétés semi-conductrices uniques. Ces propriétés permettent au silicium de convertir l’énergie solaire en électricité, un processus fondamental pour une installation photovoltaïque. Lorsque la lumière atteint les cellules solaires en silicium, elle libère des électrons, créant ainsi un courant électrique. Ce phénomène, connu sous le nom « d’effet photovoltaïque », permet la production d’électricité d’une installation solaire à partir de l’énergie solaire.

L’efficacité énergétique des panneaux solaires en silicium est remarquable. Les cellules de silicium monocristallin, par exemple, offrent parmi les meilleurs taux de rendement disponibles sur le marché, atteignant souvent plus de 20 %. Cette haute efficacité signifie que les panneaux solaires en silicium peuvent produire une grande quantité d’électricité même dans des espaces limités, ce qui est essentiel pour l’autoconsommation énergétique dans des environnements résidentiels. En outre, les panneaux solaires en silicium sont réputés pour leur durabilité. Avec une durée de vie moyenne dépassant souvent les 30 ans, ces panneaux représentent un investissement à long terme pour la production d’énergie renouvelable.

Un autre avantage du silicium dans la fabrication des panneaux solaires est sa disponibilité abondante. En tant que deuxième élément le plus abondant dans la croûte terrestre, le silicium est largement accessible, ce qui influence positivement le coût de production des panneaux solaires. Cette abondance permet à l’industrie solaire de fournir des solutions énergétiques durables et plus abordables à un large éventail de consommateurs.

Quels sont les types de panneaux solaires en silicium ?

On compte deux principaux types de panneaux solaires utilisant le silicium :

  • Le panneau photovoltaïque monocristallin : réputé pour sa haute efficacité énergétique, ce panneau solaire est fabriqué à partir de cellules coupées dans un cylindre de silicium cristallin unique. Reconnaissables à leur couleur noire uniforme et leurs coins arrondis, ils offrent le meilleur rendement ;
  • Le panneau photovoltaïque polycristallin : constitué de fragments de silicium cristallin fondus ensemble, le panneau photovoltaïque polycristallin est plus abordable, mais moins efficace en termes de rendement.

Notez qu’il existe en dernier lieu les panneaux solaires en silicium amorphe, qui sont fabriqués en déposant une couche fine de silicium sur un support, comme du verre ou du métal. Ces panneaux, bien que beaucoup moins efficaces en termes de conversion d’énergie solaire, sont très utiles dans certaines applications spécifiques. Ils sont flexibles, légers et fonctionnent bien dans des conditions de faible éclairage, ce qui les rend adaptés pour des applications portables ou intégrées aux bâtiments.

FAQ : Questions fréquentes sur le silicium dans un panneau solaire ?


Pourquoi le silicium est-il utilisé dans les panneaux solaires ?

Le silicium est largement utilisé dans les panneaux solaires en raison de ses excellentes propriétés semi-conductrices, qui sont importantes pour la conversion de l’énergie solaire en électricité. Sa structure lui permet d’absorber efficacement la lumière du soleil et de libérer des électrons, générant ainsi un courant électrique. De plus, le silicium est abondant et économiquement viable pour la production de panneaux solaires photovoltaïques.

Quelle est la durée de vie d’un panneau solaire en silicium ?

Les panneaux solaires en silicium offrent une durée de vie remarquable, dépassant souvent les 30 ans. Cette longévité est due à la robustesse et à la stabilité du silicium, qui résiste bien aux conditions environnementales adverses. Au fil du temps, bien que le rendement puisse légèrement diminuer, les panneaux solaires en silicium continuent de produire de l’électricité de manière efficace.

Existe-t-il des matériaux autres que le silicium utilisés pour la conversion d’énergie d’un panneau solaire ?

Oui, bien que le silicium soit le matériau le plus répandu, d’autres matériaux sont également utilisés pour les panneaux solaires. Parmi eux, les cellules à base de pérovskite, les panneaux solaires à couches minces, y compris le tellurure de cadmium et le diséléniure de cuivre indium gallium (CIGS), gagnent en popularité. Ces matériaux offrent différents avantages, notamment en termes de coût, de flexibilité, et d’efficacité dans certaines conditions de lumière.