Les panneaux solaires sont développés selon un processus complexe combinant recherche scientifique, expertise en ingénierie et technologie de fabrication. Le développement de panneaux solaires commence par la sélection et le perfectionnement de matériaux capables de convertir efficacement la lumière du soleil en électricité. Les scientifiques et les ingénieurs mènent des recherches pour améliorer l’efficacité et la durabilité des cellules solaires, qui sont les unités fondamentales des panneaux solaires responsables de la conversion de la lumière solaire en énergie électrique.
Pour créer des panneaux solaires, les fabricants commencent par produire des cellules solaires, généralement fabriquées à partir de matériaux à base de silicium. Le processus commence par le raffinage du silicium brut en tranches de silicium de haute pureté. Ces plaquettes subissent des processus de dopage pour créer les propriétés électriques nécessaires qui leur permettent de générer de l’électricité lorsqu’elles sont exposées à la lumière du soleil. Plusieurs couches de revêtements conducteurs et antireflet sont appliquées pour améliorer l’absorption de la lumière et le flux d’électrons à l’intérieur de la cellule solaire.
Fabriquer des panneaux solaires consiste à assembler ces cellules solaires en modules ou panneaux. Les cellules solaires sont interconnectées à l’aide de soudures ou d’adhésifs conducteurs sur une structure de support, généralement en verre ou en matériau polymère durable. Les panneaux sont ensuite encapsulés avec des couches de matériaux protecteurs, tels que l’éthylène-acétate de vinyle (EVA) et le verre trempé, pour résister aux conditions extérieures et garantir la longévité. Des connexions électriques sont ajoutées pour canaliser l’électricité produite par les cellules solaires vers le système d’alimentation externe.
Les matières premières des panneaux solaires comprennent principalement le silicium, qui est l’élément le plus abondant sur Terre après l’oxygène. Le silicium de haute pureté est extrait du sable de silice et subit plusieurs étapes de purification pour éliminer les impuretés et obtenir la structure cristalline requise pour la production de cellules solaires. D’autres matériaux essentiels comprennent les métaux conducteurs pour les contacts électriques, le verre ou les polymères pour l’encapsulation des panneaux, ainsi que divers revêtements et adhésifs pour améliorer les performances et la durabilité.
Le silicium est le matériau prédominant utilisé pour fabriquer des panneaux solaires, notamment sous forme de plaquettes de silicium. Ces plaquettes sont produites à partir de lingots de silicium purifiés grâce à un processus appelé croissance cristalline et découpage. Les plaquettes de silicium servent de base aux cellules solaires, où elles subissent un traitement ultérieur pour créer les propriétés électriques nécessaires à la conversion de la lumière solaire en électricité. Le développement de panneaux solaires à base de silicium a entraîné des progrès dans les techniques de fabrication et des améliorations de l’efficacité, faisant de l’énergie solaire une alternative viable et durable à la production d’électricité conventionnelle à partir de combustibles fossiles.