Les panneaux photovoltaiques comptent parmi les sources d'énergie renouvellables les plus éfficaces à bords des navires de plaisance.

L'effet photovoltaïque est au centre de la conversion de l'énergie solaire en électricité. Il exploite les propriétés uniques de matériaux semi-conducteurs et tout particulièrement du silicium.

Mais comment la lumière produit-elle de l'énergie et quelles sont les différents types de cellules photovoltaïques ? 

L'effet photovoltaïque

Au cœur de ce processus : les cellules photovoltaïques, composées de deux couches semi-conductrices distinctes : les couche négative (n) et positive (p).

Lorsque ces deux couches sont superposées, elles créent un champ électrique à leur interface.
Les photons, constituants de base de la lumière, sont porteurs d'énergie électromagnétique. Quand une lumière d'une longueur d'onde appropriée touche la cellule photovoltaïque, l'énergie photonique passe à un électron du matériau semi-conducteur, le plaçant dans un état énergétique supérieur. Cet électron, dans son nouvel état, peut alors se déplacer à travers le matériau semi-conducteur, générant un courant électrique.

Différents matériaux semi-conducteurs peuvent être utilisés dans les cellules photovoltaïques, mais le silicium est le plus couramment employé avec des cristaux de silice.

Les cellules photovoltaïques peuvent être classées en fonction de la structure cristalline du silicium utilisé, notamment en cellules monocristallines, composées d'un seul cristal de silicium, et en cellules polycristallines, constituées de plusieurs de ces cristaux.

Les travaux sur l'effet photovoltaïque d'Edmond Becquerel (1839), ont ouvert la voie à l'utilisation de l'énergie solaire comme source d'électricité propre et renouvelable. Les cellules photovoltaïques sont une méthode fiable et efficace pour convertir directement la lumière du soleil en électricité, sans pièces mobiles ni émissions.

Les cellules photovoltaïques monocristallines

Les cellules photovoltaïques monocristallines possèdent une efficacité élevée. Elles sont fabriquées à partir d'un seul cristal de silicium, offrent des rendements élevés, de plus de 20%.

Leur durée de vie dépasse souvent les 25 ans, ce qui en fait un investissement durable.
Leur coût de production est plus élevé que celui des cellules polycristallines.
Malgré un impact environnemental initial plus élevé, leur rendement supérieur permet une compensation rapide des émissions de CO2 nécessaires à leur construction.
Ces cellules composent actuellement la majorité des panneaux photovoltaïques du marché.
 

Les cellules polycristallines

Ces cellules bon marché doivent leur existence à leur coût de production relativement bas par rapport aux cellules monocristallines. Elles sont constituées de multiples fragments de silicium cristallin qui sont fondus ensemble pour former les cellules polycristallines. Chaque cellule polycristalline est reconnaissable à son aspect bleuté et à sa texture qui ressemble à un patchwork de cristaux de silicium de différentes tailles et orientations

La fabrication des cellules polycristallines commence par la fusion de chutes de silicium, qui sont ensuite refroidies dans un moule pour former un bloc solide. Ce bloc est ensuite découpé en fines plaques ou "wafers" qui serviront de cellules photovoltaïques dans les panneaux solaires

Leur rendement énergétique est inférieur à celui des panneaux monocristallins, généralement inférieur 14 %.