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Quels sont les panneaux solaires les plus efficaces
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Est-ce que les panneaux solaires sont efficaces ?

Tout dépend de ce que vous entendez par "efficace". Quand on parle de panneau solaire, l'efficacité est mesurée en fonction de la lumière qu'ils réussissent à convertir en électricité.

Depuis les années 2010, l'efficacité de conversion moyenne des panneaux est passée de 15 % à plus de 23 % (on dit alors que le rendement du capteur est de 23%).

L'augmentation de l'efficacité permet aussi d'augmenter la puissance. On passe d'une moyenne de 250Wc à 450Wc par capteur.

Bien sûr, il existe des panneaux solaires meilleurs que d'autres, simplement parce qu'il existe des technologies plus poussées que d'autres.

Cet article fait justement le tour de toutes les options disponibles en terme d'efficacité. 

La combinaison pour un panneau solaire à hautes performances :

Pour fabriquer un panneau solaire à haut rendement, deux facteurs sont à considérer :

  • La qualité et la technologie de la cellule solaire.
  • L'assemblage du panneau solaire.

L'un n'a pas d'intérêt sans l'autre, un peu comme si vous choisissiez d'installer un moteur dernier cri dans une vieille voiture.

Quels sont les panneaux solaires les plus efficaces ?

Aujourd'hui, les panneaux solaires les plus efficaces sont ceux qui combinent les cellules de type N assemblées en "back contact".

La cellule solaire de type N, qu'est-ce que c'est ?

Les cellules photovoltaïques sont fabriquées à partir de silicium cristallin (ou sable de silice).

  • Ce silicium est purifié à 99% grâce à un four spécial où il est mélangé à du carbone.
  • Le silicium pur est ensuite "dopé" avec d'autres éléments. Pour les cellules de Type N, on ajoute du phosphore (à l'inverse, on ajoutait du bore aux anciennes cellules).
  • Ce silicium dopé est fondu et solidifié en un gros bloc, puis coupé en fines tranches appelées plaquettes.

Les cellules de Type N sont plus efficaces car elles résistent mieux à la dégradation au fil du temps (moins de perte de performance quand elles sont exposées à la lumière).

Elles fonctionnent mieux face à des températures élevées, elles sont plus performantes dans des conditions météorologiques variées.

La disposition "back contact" :

Les panneaux solaires ont des fils électriques qui transportent le courant.

Vous pouvez les observer sur cette image :

Photographie d'un panneau solaire classique comparé à un panneau back contact.
À gauche, les cellules d'un panneau solaire classique, à droit celles d'un panneau solaire back contact.

Ces fils bloquent la lumière du soleil.

Avec la technologie "backcontact", tous ces fils sont placés à l'arrière de la cellule. La face avant est donc désencombrée des obstacles et perçoit plus de lumière.

Le record mondial du panneau solaire le plus efficace en 2024 :

Si l'on reprend la combinaison parfaite, on peut affirmer que le Hi-MO 9 est le capteur le plus efficace actuellement disponible pour le résidentiel.

C'est le fabricant Longi qui l'a conçu, ce nouveau produit a permis à l'entreprise de remporter un nouveau record mondial "d'efficacité des cellules solaires".

Voici les données chiffrées qui en font le plus efficace :

  • Rendement : jusqu'à 24,4 %.
  • Puissance nominale : jusqu'à 660 Wc.

Ici la technologie Back Contact a été améliorée, il s'agit de cellules HPBC c'est-à-dire, Hybrid Passivated Back Contact. Les fils conducteurs sont toujours placés à l'arrière de la cellule, ce qui diffère c'est la technique de soudage. Pour plus de détails vous pouvez consulter l'article officiel sur le site de Longi ici.

Bien qu'il soit tentant de se tourner vers les dernières innovations, le prix peut être un frein.

Les techniques les plus efficaces des fabricants de panneaux solaires :

Les cellules les plus efficaces sont les Type N à hétérojonction (HJT), les TOPcon et les Back-contact. Elles sont toutes monocristallines (faite à partir d'un seul cristal de silicium).

Les cellules polycristallines ne se commercialisent plus (et ne sont même plus fabriquées).

Voici les panneaux solaires résidentiels les plus efficaces :

Les avancées technologiques au fil du temps :

Voici un retour en arrière sur ce qu'il s'est fait ces dix dernières années :

Graphique reprenant les évolutions majeures dans le monde du photovoltaïque.
Données récoltées dans la dernière étude "Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences".

D'ailleurs, depuis la cellule PERC, les innovations ne font gagner que quelques points de rendement (ce qui n'est pas toujours proportionnel aux prix des panneaux ni au gain de production d'électricité).

Pour plus de détails, vous pouvez retrouver ici l'explication de chaque avancées notables :

Shingle PERC monocristallin 👉 19 à 21,5 %
  • La cellule PERC :
    L'astuce avec ces cellules, c'est qu'elles ont une couche spéciale à l'arrière appelée "couche de passivation". Cette couche aide à réduire la perte d'énergie qui se produit lorsque les particules de lumière (photons) se transforment en courant électrique. En gros, elle empêche les électrons (qui portent l'énergie) de se perdre trop rapidement.

les panneaux solaires avec des cellules PERC sont plus efficaces pour produire de l'électricité dans diverses conditions de luminosité.

  • Le shingling des cellules :
    Le terme "shingling" fait référence à la disposition des cellules, elles se chevauchent, comme les tuiles d'un toit. Cette disposition réduit les zones d'ombre.
Mono PERC MBB 👉 20 à 21,8 %
  • Technologie MBB :
    MBB (Multi bus-bar) signifie qu'une cellule solaire est équipée de plusieurs busbar. On peut comparer le "busbar" à une route. Ces routes conduisent le courant, plus il y a de routes, plus vite circule le courant.
N-Type TOPcon 👉 21 à 22,5 %
  • Cellule N-Type :
    Concrètement, ça veut dire que le silicium est chargé négativement et dopé au phosphore. Les cellules de type N ont une plus grande tolérance à la température par rapport aux cellules mono et multi de type P. Elles ne souffrent pas des problèmes de dégradation induite par la lumière ce qui est un problème courant avec les cellules de type P dopées au bore.
  • TOPCon :
    TOPCon veut dire "Tunnel Oxide Passivated Contact". L'architecture cellulaire TOPCon permet de réduire ce que l'on appelle les pertes par recombinaison dans la cellule.

Elle facilite la circulation du courant dans la cellule et peut augmenter l'efficacité de la cellule au-dessus de 25 %.
Bon à savoir : l'efficacité du panneau est toujours inférieure à l'efficacité de la cellule.

N-Type HJT 👉 21 à 23 %
  • La cellule solaire à hétérojonction (HJT) :
    Cette cellule a une base de silicium cristallin de type N de haute pureté et des couches supplémentaires de silicium amorphe en couche mince de chaque côté, formant ce que l'on appelle l'hétérojonction.
    C'est comparable à un sandwich de matériaux (le silicium au centre, recouvert par deux couches de silicium amorphe et d'un conducteur transparent)

Les différents matériaux photovoltaïques aident à absorber plus de lumière et à réduire les pertes.

N-Type Back Contact 👉 21 à 24%
  • La disposition Back Contact :
    Habituellement, les panneaux solaires ont des fils qui transportent l'électricité sur la face avant, mais cela peut bloquer la lumière du soleil.
    Avec la technologie "backcontact", tous ces contacts sont placés à l'arrière de la cellule solaire.
    La cellule capte plus de lumière.

Et le panneau bifacial dans tout ça ?

Le panneau solaire Bifacial apparaît dans toutes ces nouvelles technologies comme étant l'un des plus particuliers.

C'est un panneau solaire transparent qui capte la lumière avec ses deux côtés (là où les panneaux traditionnels n'ont des récepteurs que sur la face avant).

En fait, la lumière qui est réfléchie par le sol est elle aussi transformée en électricité grâce à la face arrière du capteur. C'est ce qu'on appelle l'effet d'albédo.

La performance d'un panneau solaire bi-face :

'IEA (International Energy Agency) a mené une étude précise sur les panneaux solaires bifaciaux en France.

  • Gain bifacial moyen : Sur trois ans, le gain a été de 8,9%. Ce chiffre représente la production gagnée grâce à la face arrière par rapport à un panneau monofacial.
  • Variation annuelle du gain bifacial :

    • 2017 : Le gain bifacial moyen était de 10,8%.
    • 2018 : Il a diminué à 8,0%.
    • 2019 : Il a encore diminué à 7,2%.

    Aujourd'hui on installe principalement des panneaux bi-face (ou bi-verre) sur les toitures de nos clients.

    Comment choisir entre un panneau solaire bifacial et un panneau Back Contact ?

    Pour le moment, le BackContact reste le capteur reconnu comme étant le plus performant par l'industrie du solaire.

    Alors quelle place laisser au bi-verre ? Je vous conseille de le considérer comme un panneau standard.

    De le comparer aux autres modèle sur les données purement technique (rendement et puissance).

    Si vous souhaitez vous faire un avis plus tranché sur la question, vous pouvez lire mon article dédié aux retours d'expérience sur le panneau bi-face.

    Est-ce que l'efficacité d'un panneau solaire est un critère important ?

    Aussi contradictoire que cela puisse paraître, non.

    Un panneau solaire considéré comme étant très efficace n'est pas forcément un panneau de meilleure qualité.

    Le plus important, c'est la qualité de fabrication du panneau. Je vous recommande donc de vous rapprocher des marques reconnues.

    Là où le rendement est à prendre en compte, c'est lorsqu'on est face à une contrainte de place. Si vous n'avez pas beaucoup de surface en toiture, il faut privilégier des capteurs performants et puissants.

    Qu'est-ce que nous réservent les prochaines innovations ?

    Plusieurs nouvelles variantes de cellules à contact arrière interdigité (IBC) ont vu le jour, la construction exacte n'a pas été entièrement divulguée.

    Elles incluent la technologie HPBC (Hybrid Passivated Back Contact) de LONGi Solar et la technologie ABC (All Back Contact) d'Aiko Solar.

    Les cellules plus grandes (en taille) combinées à de nouveaux panneaux plus grands permettent des capteurs extrêmement puissants (jusqu'à 700W).

    Récapitulatif des cellules solaires efficaces :

    • Monocristallin de type N - 19 à 21,5 %
    • TOPcon monocristallin de type N - 21 à 22,8 %
    • HJT monocristallin de type N - 21,2 à 23,6 %
    • IBC monocristallin de type N - 21,8 à 24,2 %

    Il faut garder à l'esprit que le panneau solaire le plus efficace est surtout celui qui correspond à vos besoins énergétiques.

    À moins que vous ayez besoin d'alimenter un satellite, un panneau solaire ultra performant ne sera pas adapté à l'utilisation résidentielle.

    Laissez-nous vos coordonnées en cliquant ici, on pourra analyser vos besoins et vous proposer les produits adaptés. (Nos conseils seront toujours gratuits).

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    Cet article a été validé par 
    Maëlig
    Directrice commerciale
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    Maëlig occupe le poste de Directrice Commerciale chez Nouvel'R Énergie, sa connaissance du secteur photovoltaïque s'enrichit depuis plus de 10 ans. Son expertise la rend incollable aussi bien sur la partie technique que sur toute la partie administrative.

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