Comment est fabriqué un panneau solaire photovoltaïque ?
Comment fabriquer un panneau solaire photovoltaïque en 2022 ?
Le silicium, la matière première pour fabriquer un panneau solaire photovoltaïque
Le silicium, la ressource la plus présente sur Terre après l’oxygène
Les panneaux solaires se composent de cellules photovoltaïques fabriquées à partir d’un matériau photosensible semi-conducteur : le silicium (Si) pur. Plus de 90% du marché photovoltaïque utilise le silicium en tant que matière première pour fabriquer un panneau solaire.

Silicium pur

*Dernières données disponibles en 2022 datant de 2019.
Le traitement du silicium avant d’être exploité pour le photovoltaïque
Quartz (pour la silice)
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2 900
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Copeaux de bois
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1 580
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Coke de pétrole
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740
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Électrodes
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150
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Charbon bitumineux
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590
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Énergie
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12 000 kWh
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Pour extraire le silicium de la silice, qu’on retrouve surtout sous forme de quartz, on utilise le procédé de carboréduction (l’extraction de métaux sous très haute température). Les matières premières sont placées dans un four à arc électrique (un type de four électrique utilisé en métallurgie) et immergées à des températures élevées.
Celles-ci sont nécessaires pour que certaines réactions chimiques aient lieu, notamment la réduction de la silice (l’oxyde de silicium) et l’élimination de l’oxygène.
Le silicium obtenu à partir de ce procédé est de qualité métallurgique, pur à 98-99 %. Pour le photovoltaïque et l’électronique, des processus de raffinage supplémentaires sont ensuite appliqués pour améliorer la pureté du silicium. Ce dernier finit par refroidir et se solidifier en lingots, lesquels sont découpés en plaques. Ces plaques présentent un réseau cristallin utilisé pour la fabrication des cellules photovoltaïques.
À partir des propriétés semi-conductrices du silicium, les cellules photovoltaïques peuvent convertir l’énergie lumineuse (les photons) en électricité.

La chaîne de fabrication des panneaux solaires à partir du silicium.
Source : HAL_ archives-ouvertes.fr
L’assemblage du panneau solaire
- des cellules photovoltaïques
- un cadre
- du verre
- du plastique
- des connexions en cuivre ou en argent


Le recyclage des panneaux solaires
Le recyclage des panneaux solaires photovoltaïques s’inscrit dans le prolongement de la logique écologique. La directive sur les déchets d’équipements électriques et électroniques dans l’UE obligent les fabricants de modules solaires à participer au recyclage de leurs produits en fin de vie.
L’écoorganisme PV Cycle assure en France la collecte et le recyclage des panneaux solaires photovoltaïques usagers. L’organisme met à disposition différents points de collecte gratuits. Il s’agit d’un système agréé par les pouvoirs publics, financé par les acteurs du photovoltaïque (importateurs, distributeurs, fabricants et propriétaires de panneaux solaires), lesquels sont tous assujettis à une redevance spécifique.
Il existe plusieurs techniques pour recycler un panneau solaire photovoltaïque. Généralement, le panneau subit un traitement thermique pour brûler les plastiques et détacher les cellules du verre. Le module peut aussi être broyé pour extraire certains de ses composants. Toutes ces techniques ont pour but de récupérer un maximum de matériaux pour qu’ils soient traités puis réinjectés dans l’industrie du solaire ou de l’électronique. Le silicium peut ainsi être récupéré jusqu’à 4 fois au cours de son “cycle de vie” !

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