Panneau solaire photovoltaïque monocristallin : avantage et inconvénient

Qu’est-ce qu’un panneau solaire monocristallin ?

Un panneau solaire monocristallin est un panneau photovoltaïque constitué de cellules solaires monocristallines. Ces cellules sont fabriquées à partir d’un seul bloc de cristal de silicium. Celui-ci subit un traitement spécifique qui lui procure une grande pureté. Grâce à cette caractéristique, les cellules des panneaux monocristallins sont parfaitement homogènes mais aussi plus épaisses. Ainsi, leurs propriétés semiconductrices sont bien meilleures par rapport à celles des cellules constituant les panneaux polycristallins.

Processus de fabrication d’un panneau solaire monocristallin

Plusieurs étapes sont nécessaires pour fabriquer les cellules solaires qui constituent le cœur de chaque panneau photovoltaïque. Pour les panneaux monocristallins, le processus diffère de celui des panneaux polycristallins, essentiellement au niveau de la cristallisation du silicium.

1. La première étape consiste à extraire le silicium, soit à partir du sable, soit à partir du quartz ;
2. Le silicium de grade métallurgique obtenu est chauffé à une température de 3000°C afin de le purifier ; ce procédé permet d’obtenir un silicium dit de grade solaire avec une pureté de 99,9999% ;
3. Le silicium de grade solaire passe par l’étape de cristallisation afin d’obtenir un lingot de silicium « cristallisé » ; pour les panneaux monocristallins, le lingot est obtenu grâce au procédé CZ (procédé ou tirage Czochralski) ; celui-ci permet de créer un lingot cylindrique par étirage, à partir d’un unique monocristal de silicium souche ;
4. L’étape suivante consiste à découper le lingot en tranches très fines, d’une épaisseur comprise entre 150 et 300 micromètres ; on obtient alors ce qu’on appelle les galettes ou wafers en anglais ;
5. Les wafers passent ensuite à l’étape du dopage au bore et au phosphore, afin de créer un champ électrique dû à l’échange d’électrons entre les atomes ;
6. Un circuit électrique est imprimé sur la surface de chaque wafer afin de permettre d’acheminer le courant électrique produit vers les bornes de sortie ; à ce stade, les cellules photovoltaïques sont créées ;
7. Plusieurs cellules sont ensuite soudées entre elles puis encapsulées pour les protéger de toute infiltration d’air et d’humidité ;
8. Les étapes suivantes consistent à monter les cellules dans le module photovoltaïque avec tous les autres éléments qui le composent ; il s’agit du cadre en aluminium, de la vitre de protection avant, de l’encapsulant EVA, et du support arrière en polymère.

Quelle est la différence entre panneau polycristallin et monocristallin ?

Les panneaux monocristallins et polycristallins se distinguent par leurs procédés de fabrication. Les panneaux monocristallins sont fabriqués à partir d’un seul cristal de silicium, d’où leur nom. Les panneaux polycristallins sont, quant à eux, élaborés avec plusieurs cristaux de silicium. Ces derniers sont souvent formés à partir de chutes de matériaux issus du processus de fabrication des panneaux monocristallins.

Les panneaux solaires photovoltaïques monocristallins sont de couleur noir-gris foncé ou bleu-noir. C’est ce qui les distingue visuellement des panneaux polycristallins qui sont reconnaissables à leur couleur bleu. Par ailleurs, les panneaux monocristallins et polycristallins ont des performances globales différentes.

Les avantages du panneau solaire monocristallin

Il existe plusieurs bonnes raisons de choisir des panneaux monocristallins. Ce type de panneau domine le marché actuellement grâce à son rapport qualité/prix/performance élevé.

Un panneau solaire plus esthétique

Le panneau solaire monocristallin se distingue par son aspect esthétique. Grâce à sa discrétion, il préserve le cachet de votre maison. En effet, la grande pureté des cellules monocristallines confère à ce type de panneau son coloris noir-gris foncé ou bleu-noir typique. Le panneau monocristallin s’adapte donc à la plupart des styles d’habitation. Par ailleurs, ce panneau est le seul autorisé dans certaines zones où il existe des restrictions en matière de plan d’urbanisme.

Un rendement élevé

Les panneaux monocristallins ont un rendement compris entre 18 et 24%, alors que les modules polycristallins affichent un rendement de 13 à 18%. De plus, ils produisent suffisamment d’énergie photovoltaïque même par faible luminosité grâce à leur efficacité.

À noter : il existe des panneaux monocristallins améliorés offrant un rendement pouvant atteindre 25%. Il s’agit des panneaux de type PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) et de type N, ces derniers étant dopés négativement d’où leur appellation.

Une durée de vie plus longue

Sa longévité constitue l’un des atouts majeurs du panneau solaire monocristallin. En effet, sa durée de vie est estimée entre 30 et 40 ans, parfois plus selon les fabricants. Pour que vos panneaux solaires photovoltaïques durent plus longtemps, il est important de bien les entretenir. Cela consiste à les nettoyer régulièrement pour enlever les dépôts de saletés et de feuilles mortes.

Un panneau solaire plus adapté aux petites surfaces

À surface égale, les panneaux monocristallins sont plus efficaces et ont une puissance plus élevée. Ils conviennent ainsi aux petites surfaces. Si votre toiture n’offre que peu de surface pour l’installation, les panneaux monocristallins permettent de répondre à cette problématique.

Un panneau solaire recyclable

En plus d’utiliser une source d’énergie renouvelable pour produire de l’électricité, les panneaux photovoltaïques sont recyclables, qu’ils soient monocristallins ou polycristallins. Ainsi, 95% des matériaux qui les composent peuvent être recyclés. Le côté écologique du panneau monocristallin constitue ainsi l’un de ses points forts.

Les inconvénients du panneau solaire monocristallin

Il existe cependant quelques inconvénients à attribuer aux panneaux photovoltaïques monocristallins.

Un prix plus élevé

En raison de son processus de fabrication, le panneau monocristallin affiche un prix d’achat plus élevé. En effet, il nécessite l’utilisation d’un cristal de silicium de grande pureté. Cependant, les panneaux monocristallins offrent un rapport qualité/prix/performances de plus en plus attractif, ce qui renforce leur succès.

Un poids plus lourd

La pureté du cristal de silicium utilisé pour sa fabrication augmente le poids du panneau monocristallin. À surface égale, il pèse donc plus lourd qu’un panneau polycristallin.

Un panneau plus sensible aux fortes chaleurs

Du fait de la grande densité des cellules qui le composent, le panneau photovoltaïque monocristallin est plus sensible aux températures élevées. Cela se traduit par une perte de rendement pour chaque degré supplémentaire au-delà de 25°C.

Bon à savoir : la pose en surimposition permet de remédier au problème de surchauffe et de perte de rendement. Dans ce type d’installation, les panneaux sont placés à une certaine distance de la surface de la toiture. Cela crée une circulation d’air à l’arrière des panneaux, permettant de les aérer.

L’impact environnemental lié au processus de fabrication et au recyclage

Bien que les panneaux photovoltaïques monocristallins soient des équipements d’énergie renouvelable et propre, ils ont un impact environnemental plus important. En effet, leur processus de fabrication nécessite une certaine quantité d’énergie et engendre des déchets. Toutefois, en produisant jusqu’à 35 fois plus d’énergie qu’ils n’en consomment pour leur fabrication et leur recyclage, ils apportent plus de bénéfices.

Rappel sur le fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque

Qu’il soit monocristallin ou polycristallin, le principe de fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque repose sur l’effet photovoltaïque. C’est donc la lumière visible du rayonnement solaire qui transformée en électricité, et non la chaleur.

• Quand les électrons de la lumière solaire entrent en contact avec les électrons des cellules photovoltaïques, ces derniers se mettent en mouvement très rapides ;
• Les électrons se déplacent alors rapidement et s’acheminent automatiquement vers les bornes de sortie des cellules ;
• Ce déplacement rapide des électrons crée un courant continu qui ne peut pas encore être utilisé à ce stade par vos appareils électroniques et électriques ;
• Le courant continu est converti en courant alternatif par un micro-onduleur ou un onduleur central ;
• L’électricité produite passe par le boîtier de contrôle et le compteur solaire ;
• L’électricité solaire issue de votre installation photovoltaïque alimente le circuit de votre maison;
• Le circuit de votre centrale solaire est également raccordé au réseau électrique via le compteur Linky pour permettre de revendre le surplus d’électricité non-consommé; vous devez ainsi choisir l’autoconsommation avec revente de surplus ; cette option vous permet de revendre votre surplus d’électricité verte au fournisseur traditionnel grâce à l’obligation d’achat.