Le sable est rugueux, irritant et il s’infiltre partout. C’est aussi le composant clé des panneaux solaires. Si le sable est une matière première essentielle pour la production de cellules photovoltaïques, tous les types de sable ne conviennent pas. Le sable employé pour la production de panneaux solaires doit être riche en dioxyde de silicium et répondre à des normes strictes afin de garantir que la cellule photovoltaïque convertisse le plus efficacement possible la lumière du Soleil en électricité.
Voici ce qui entre dans la composition d’un panneau solaire.
De quoi sont faits les panneaux solaires monocristallins ?
Les deux types de panneaux solaires domestiques les plus courants, monocristallins et polycristallins, sont tous deux fabriqués à partir de sable à forte teneur en dioxyde de silicium qui est chauffé et purifié pour former des blocs appelés lingots.
Pour les panneaux solaires monocristallins, des plaquettes individuelles sont découpées dans un lingot. Les lingots utilisés pour les cellules monocristallines ont un aspect noir distinctif et une structure cellulaire uniforme. Les panneaux solaires fabriqués à partir de cellules monocristallines sont les plus efficaces, avec des rendements allant de 17 % à 22 %, et offrent les meilleures performances. Les panneaux monocristallins ont une durée de vie utile de 25 ans, un coefficient de température modéré (leur performance par temps chaud) et un aspect entièrement noir.
De quoi sont faits les panneaux solaires polycristallins ?
Les panneaux solaires polycristallins sont fabriqués à partir d’une combinaison de plusieurs cristaux de silicium. Le processus de fabrication consiste à faire fondre plusieurs cristaux et à les transformer en tranches. Ces plaquettes ont une teinte bleutée caractéristique, due à l’orientation aléatoire des cristaux de silicium. La structure cellulaire de la plaquette n’étant pas uniforme, les cellules solaires polycristallines sont moins efficaces que les cellules solaires monocristallines. Par conséquent, les panneaux solaires fabriqués à partir de cellules solaires polycristallines ont des taux d’efficacité compris entre 15 et 17 %. Le coefficient de température des panneaux polycristallins est moins bon que celui des panneaux monocristallins, ce qui signifie qu’ils sont moins performants lorsqu’il fait chaud, mais qu’ils peuvent aussi fonctionner pendant 25 ans. Ils sont plus abordables que les panneaux solaires monocristallins.
De quoi sont faits les panneaux solaires à couche mince ?
Les panneaux solaires à couche mince sont fabriqués en déposant une fine couche de matériau photovoltaïque, tel que le silicium amorphe, le tellurure de cadmium (CdTe) ou le séléniure de cuivre indium gallium (CIGS), sur du verre ou du plastique. Ces panneaux sont connus pour être à la fois souples et légers, ce qui les rend adaptés à des applications où les panneaux traditionnels ne sont pas utilisables, par exemple sur des surfaces incurvées ou des appareils portables. Cependant, les panneaux à couche mince sont généralement moins efficaces que les panneaux de silicium monocristallin et polycristallin, tout en coûtant aussi cher.
Comment sont fabriqués les panneaux solaires ?
Voici comment sont assemblés les panneaux solaires eux-mêmes.
Étape 1 : Purification du silicium et formation des lingots : le sable à forte teneur en silicium est raffiné pour éliminer les impuretés et produire du silicium de grande pureté. Le silicium est fondu et formé en lingots cylindriques.
Étape 2 : Tranchage des plaquettes : les lingots de silicium sont découpés à l’aide d’une scie diamantée pour obtenir une épaisseur mesurée avec précision et spécifiée à l’avance. L’épaisseur de la plaquette est soigneusement contrôlée afin d’optimiser l’équilibre entre l’absorption de la lumière et la conductivité électrique.
Étape 3 : Traitement des cellules : les plaquettes sont ensuite soumises à une série de traitements visant à améliorer leurs propriétés photovoltaïques. Ces traitements comprennent un processus de texturation visant à augmenter l’absorption de la lumière. Des contacts métalliques sont ajoutés à l’avant et à l’arrière de chaque cellule pour leur permettre de conduire l’électricité.
Étape 4 : Assemblage et encapsulation des cellules solaires : les cellules solaires sont assemblées en un panneau solaire en les connectant en série ou en parallèle. La configuration détermine la tension et le courant de sortie souhaités. Les cellules sont ensuite encapsulées dans du verre durable ou un autre matériau transparent. Les cellules encastrées sont ensuite fixées à un cadre.
Étape 5 : Intégration des composants électriques : le boîtier de jonction et les autres composants électriques sont ajoutés aux panneaux. Ces composants permettent au panneau solaire de transmettre l’électricité qu’il produit à l’onduleur et au régulateur de charge.
Les panneaux solaires sont soumis à un processus de contrôle qualité rigoureux à chaque étape du processus de fabrication, y compris après l’assemblage.
Les panneaux solaires sont-ils sûrs ?
Vous n’aurez probablement pas à vous inquiéter tant que vos panneaux solaires seront utilisés comme prévu à l’origine. En revanche, s’ils sont mal utilisés ou endommagés au cours de l’installation, il peut y avoir des raisons de s’inquiéter.
Les panneaux solaires peuvent contenir des matériaux susceptibles d’être classés comme dangereux, selon l’Agence pour la protection de l’environnement. Selon les types et les fabricants de panneaux, les niveaux de substances chimiques potentiellement dangereuses, telles que le plomb et le cadmium, varient. Ces substances font généralement partie des semi-conducteurs ou des soudures.
« Les panneaux solaires sont sûrs et ne présentent pas de risque significatif pour la santé humaine ou l’environnement », commente Rohit Kalyanpur, PDG d’Optivolt, basée dans la Silicon Valley. « Bien que certains matériaux toxiques soient utilisés dans le processus de fabrication, comme le cobalt présent dans les batteries de téléphone, ces matériaux sont sans danger tant qu’ils ne sont pas ingérés et qu’ils sont correctement éliminés ou recyclés à la fin de leur cycle de vie. La plupart des panneaux solaires sont fabriqués à partir de silicium, un élément non toxique et abondant qui ne présente aucun risque pour la santé humaine. Tant que les panneaux solaires sont manipulés, recyclés ou éliminés correctement à la fin de leur cycle de vie, il n’y a pas lieu de s’inquiéter pour la santé ou la sécurité des personnes ».
Article de CNET.com adapté par CNETFrance
Image Une : SweetBunFactory / Getty Images
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