Il existe plusieurs types de panneaux solaires photovoltaïques à usage domestique sur le marché. Les types les plus courants sont :
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Panneaux photovoltaïques monocristallins.
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Panneaux solaires polycristallins.
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Panneaux solaires à couches minces.
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Panneaux solaires hybrides.
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Panneaux solaires aérovoltaïques.
Les panneaux solaires photovoltaïques sont utilisés pour la production d’électricité grâce à l'effet photovoltaïque. Cependant, les installations solaires thermiques utilisent également un autre type de panneaux solaires appelés capteurs solaires, qui servent à la production d’eau chaude à usage domestique.
Environ 90% d'une installation photovoltaïque est basée sur l'utilisation de certaines variantes du silicium. Les différences entre les différents types de panneaux solaires sont basées sur la distribution, la composition et la pureté de ce matériau.
Plus le silicium est pur, mieux ses molécules sont alignées et mieux il convertit le rayonnement solaire en électricité.
Ci-dessous, nous analysons plus en détail les différents types de panneaux solaires et leurs caractéristiques :
Panneaux solaires à cellules de silicium monocristallin
Dans les panneaux solaires monocristallins, les cellules solaires en silicium monocristallin (mono-Si) sont assez faciles à reconnaître par leur coloration et leur apparence uniformes, ce qui indique une grande pureté du silicium.
Les cellules monocristallines sont constituées de blocs ou lingots de silicium, de forme cylindrique. Par la suite, pour réduire les coûts de fabrication et optimiser les performances, les quatre faces des blocs cylindriques sont découpées pour réaliser des feuilles de silicium.
Un panneau solaire monocristallin se distingue clairement d'un panneau polycristallin car dans le polycristallin les cellules n'ont pas d'angles arrondis et sont parfaitement rectangulaires.
La différence fondamentale entre les cellules solaires monocristallines et polycristallines est la composition du cristal de silicium. Les cellules monocristallines sont formées par un seul type de cristal de silicium, on obtient ainsi un alignement assez parfait de tous les composants du cristal.
Panneaux solaires polycristallins
Dans la fabrication de panneaux solaires polycristallins, la méthode Czochralski n'est pas utilisée. Dans ce type de panneau solaire, le silicium brut est fondu et versé dans un moule carré. Il est ensuite refroidi et coupé en tranches parfaitement carrées.
Son plus grand avantage par rapport aux cellules monocristallines provient d'un processus de production à moindre coût.
L'efficacité diminue avec l'augmentation de la température
D'autre part, ce type de panneaux photovoltaïques présente certains inconvénients : La plus faible tolérance à la chaleur de ces cellules signifie qu'elles ont un rendement inférieur à l'alternative monocristalline.
Plus précisément, on estime que dans les panneaux comprenant des cellules polycristallines, le taux d'efficacité est au maximum de 16 %.
Panneaux solaires photovoltaïques à couches minces
La base de ces panneaux est de déposer plusieurs couches de matériaux photovoltaïque sur un socle.
Selon le type, la pose de panneaux solaires à couche mince a une efficacité de 7 à 13 %. Parce qu'ils ont un grand potentiel pour un usage domestique, ils sont de plus en plus demandés.
Les modules photovoltaïques à couches minces sont fabriqués en déposant le matériau semi-conducteur sur un substrat de type verre, pour des panneaux solaires rigides destinés à être utilisés à l'extérieur. Dans le cas de panneaux souples pour des usages moins conventionnels, on utilise du plastique.
Le module à couches minces est fabriqué sous forme de bloc et ne nécessite pas l'assemblage de plusieurs cellules. De plus, la quantité de matériau semi-conducteur présente dans le panneau est inférieure à celle des panneaux fabriqués avec des cellules standard. De cette manière, les coûts de production sont réduits, mais en revanche ils ont un rendement inférieur.
Catégories de panneaux à couche mince
Les modules à couches minces se subdivisent en plusieurs catégories selon les matériaux semi-conducteurs déposés dessus, parmi les plus courants on trouve :
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Silicium amorphe, dans lequel des atomes de silicium sont déposés chimiquement sous une forme structurellement désorganisée. Ils ont une efficacité moins constante que les autres technologies.
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Tellurure de cadmium (CdTe) : Ce sont plus fins avec un prix inférieur et une efficacité inférieure.
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Le sulfure de cadmium microcristallin (CdS) : les coûts de production sont très faibles en raison de Il est appliqué sur un support métallique pour un revêtement par pulvérisation.
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L'arséniure de gallium (GaAs), est un alliage binaire aux propriétés semi-conductrices, capable de garantir des rendements très élevés. Il est utilisé pour des applications scientifiques militaires ou avancées.
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Diséléniure de cuivre-indium (CIS), d'une opacité allant de 100% à 70% obtenue grâce à des trous pratiqués directement dans le film.
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Cuivre Indium Gallium Diséléniure (CIGS)
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Hétérojonction est l' union entre différentes substances, dans laquelle une couche de silicium cristallin sert de surface de support à une ou plusieurs couches amorphes ou cristallines.
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Silicium microsphérique, dans lequel du silicium polycristallin réduit est utilisé dans des sphères d'un diamètre d'environ 0,75 mm en cage dans un substrat en aluminium.
Panneaux solaires hybrides
Il existe également sur le marché des panneaux solaires dits hybrides. Les panneaux hybrides sont composés d’un panneau photovoltaïque et un panneau solaire thermique qui capte la chaleur du soleil.
Ils permettent de produire de l’eau chaude sanitaire et de l’électricité en même temps à partir de la lumière du Soleil. Habituellement, on y installe un ballon de stockage pour stocker l’eau chaude obtenue.
Panneaux solaires aérovoltaïques
Un panneau solaire aérovoltaïque est un panneau photovoltaïque pour produire de l’électricité qui en plus peut garantir une part importante du chauffage de l'habitation en récupérant la chaleur produite par la production d'électricité sous les panneaux.
Cet air chaud est filtré avant d'être insufflé dans le boîtier, fournissant en même temps un air frais et sain. Enfin, le système aérovoltaïque a la capacité de ventiler de l'air frais lors des chaudes nuits d'été.