Technologies photovoltaïques - Principes, filières et chaîne de valeur du silicium

L’énergie photovoltaïque est la source d’énergie renouvelable qui présente le potentiel le plus important de toutes les énergies renouvelables et constitue un atout unique pour accompagner l’humanité vers la neutralité carbone.

L’effet photovoltaïque mis en évidence au sein d’un matériau semi-conducteur consiste en la transformation des photons du spectre solaire en paires électrons trous permettant la génération d’un courant électrique dans une cellule photovoltaïque. Les cellules photovoltaïques sont ensuite mises en séries au sein d’un module photovoltaïque, ce qui permet de monter la tension et de protéger les cellules des agressions extérieures.

Au cours de l’histoire du développement du photovoltaïque, différents semi-conducteurs et technologies ont été mises en œuvre pour maximiser à la fois le rendement de conversion du spectre solaire, la durée de vie des dispositifs mais également minimiser les coûts de fabrication. En effet, ces paramètres clés ont un impact majeur sur le coût de l’électricité qui va être généré par les modules photovoltaïques au sein d’une centrale ou d’un toit d’un bâtiment par exemple.

Au fur et à mesure de son développement, différentes technologies sont rentrées en compétition avec comme indicateur clé de réussite ces trois paramètres. Elles sont plus amplement décrites dans l’article avec leur avantages et inconvénients. Leur place au sein de la R&D et de l’industrie et leurs champs d’applications sont également décrits. Un focus particulier est effectué sur la technologie dominante actuelle : le silicium cristallin et les différentes technologies cellules et modules associées ainsi que sa chaîne de valeur. Enfin, les tendances technologiques futures sont évoquées dans une projection à dix ans.