En 2024, le marché des panneaux solaires est à un tournant technologique, avec des innovations qui transforment à la fois la performance, l’efficacité et les coûts des installations photovoltaïques. L’évolution des matériaux, des processus de fabrication et des conceptions a permis des gains substantiels en rendement énergétique, tout en maintenant une pression à la baisse sur les prix de production. Pour les professionnels et les experts du domaine, ces progrès ouvrent de nouvelles perspectives pour l’optimisation des systèmes solaires, qu’il s’agisse de grandes centrales ou d’installations résidentielles.
Cet article se focalise exclusivement sur les avancées dans le domaine des panneaux solaires, en abordant les technologies commerciales disponibles en 2024 et leurs impacts pour les installations actuelles.
1. Cellules photovoltaïques en silicium : l’optimisation continue
Le silicium demeure le matériau dominant pour les panneaux photovoltaïques en 2024, mais les technologies à base de silicium ont évolué de manière significative ces dernières années. Les cellules solaires en silicium cristallin, qui incluent à la fois les monocristallins et polycristallins, ont atteint des rendements commerciaux entre 22 % et 24 %, une amélioration significative par rapport aux décennies précédentes.
Les innovations notables :
- Technologie PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) : Les cellules PERC, qui intègrent une couche de passivation sur l’arrière des cellules pour minimiser la recombinaison des électrons, sont devenues la norme pour les panneaux commerciaux. Cette technologie permet une augmentation du rendement d’environ 1 % à 1,5 % par rapport aux cellules classiques, en plus de meilleures performances en conditions de faible luminosité.
- Cellules TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) : En 2024, la technologie TOPCon s’est imposée comme une amélioration des cellules PERC. Grâce à une meilleure passivation des contacts, elle permet une augmentation de l’efficacité au-delà de 23 %, et offre une plus grande stabilité dans le temps.
- HJT (Heterojunction Technology) : Les panneaux solaires à hétérojonction combinent des couches de silicium cristallin avec du silicium amorphe, permettant des rendements de pointe atteignant 24,5 %. Cette technologie est particulièrement prisée dans les environnements à haute température, car elle réduit la perte d’efficacité thermique, un défi majeur pour les installations dans des climats chauds.
2. Panneaux bifaciaux : optimiser l’énergie réfléchie
Les panneaux solaires bifaciaux, qui captent l’énergie solaire des deux côtés du module, continuent de croître en popularité en 2024. Leur capacité à exploiter non seulement la lumière directe du soleil mais aussi la lumière réfléchie (albédo) permet d’augmenter la production d’énergie de 10 à 30 %, selon l’environnement et la qualité de la surface réfléchissante.
Points clés pour 2024 :
- Améliorations des matériaux : L’utilisation de verre trempé des deux côtés des panneaux améliore non seulement la robustesse, mais permet également une meilleure capture de la lumière diffuse. Cette durabilité accrue est particulièrement avantageuse pour les installations en environnement difficile (poussière, sel, neige).
- Applications optimisées : Les projets utilitaires et les grandes centrales solaires sont les principaux bénéficiaires des panneaux bifaciaux, où la surface au sol peut être optimisée pour maximiser la réflexion. En fonction du terrain, une réflexion contrôlée via des revêtements spécifiques permet d’exploiter au maximum ce type de module.
3. Cellules tandem : une percée imminente
La technologie des cellules tandem est l’une des innovations les plus excitantes en 2024, bien qu’encore à ses débuts en termes de commercialisation. Cette approche consiste à superposer plusieurs couches de matériaux semi-conducteurs afin de capter une gamme plus large de longueurs d’onde de la lumière solaire, ce qui permet de dépasser les limitations intrinsèques des cellules en silicium classique.
Types de cellules tandem :
- Silicium/Pérovskite : Les cellules tandem combinant silicium et pérovskite sont les plus prometteuses. Les cellules en pérovskite, bien que récemment développées, ont un potentiel de rendement supérieur à 30 %. En combinant le silicium et la pérovskite, les panneaux peuvent utiliser à la fois la lumière visible (grâce au silicium) et l’ultraviolet (grâce à la pérovskite).
- Défis techniques : Bien que les performances théoriques soient très élevées, la pérovskite est sensible à la dégradation sous l’effet de l’humidité et de la chaleur. Les recherches actuelles se concentrent sur l’amélioration de la stabilité à long terme de ces cellules, avec des projections d’une commercialisation à grande échelle d’ici 2025-2026.
4. L’optimisation du rendement énergétique : MPPT et systèmes d’onduleurs avancés
En parallèle de l’évolution des panneaux solaires, la gestion de l’énergie et l’optimisation du rendement jouent un rôle crucial. Les onduleurs modernes, équipés de technologies MPPT (Maximum Power Point Tracking), permettent de maximiser la puissance extraite des panneaux, en particulier dans des conditions variables de lumière.
Innovations en MPPT en 2024 :
- MPPT multi-réseaux : Contrairement aux systèmes traditionnels qui optimisent l’ensemble d’un groupe de panneaux, les systèmes MPPT multi-réseaux permettent une optimisation individuelle de chaque panneau. Cette technologie est particulièrement avantageuse dans les installations où des ombrages partiels ou des orientations multiples réduiraient autrement l’efficacité globale.
- Suivi intelligent : Les onduleurs modernes intègrent des systèmes de suivi intelligent qui ajustent continuellement les points de fonctionnement en fonction des variations météorologiques, améliorant ainsi les performances énergétiques quotidiennes des panneaux, même dans des conditions difficiles.
5. Dégradation et durée de vie des panneaux : perspectives en 2024
La dégradation des panneaux solaires, bien qu’inévitable, est aujourd’hui mieux maîtrisée. La plupart des panneaux solaires modernes affichent un taux de dégradation inférieur à 0,5 % par an, grâce à des avancées dans les procédés de fabrication et à l’utilisation de matériaux plus robustes.
Panneaux avec garantie prolongée :
- Garanties de performance sur 30 ans : En 2024, de plus en plus de fabricants offrent des garanties de performance qui s’étendent sur 30 ans, avec une dégradation prévue ne dépassant pas 20 % sur cette période.
- Qualité des matériaux : L’utilisation de matériaux résistants aux intempéries et à la corrosion, tels que des encadrements en aluminium anodisé et des couches de verre trempé, prolonge la durée de vie des panneaux tout en améliorant leur résistance face aux environnements extrêmes.
Conclusion : des technologies en constante évolution
En 2025, les technologies de panneaux solaires continuent de progresser rapidement, offrant aux utilisateurs des solutions plus efficaces, durables et économiques. Les cellules en silicium restent la norme, mais les innovations comme les cellules tandem ou les panneaux bifaciaux poussent le marché vers de nouveaux sommets de performance. Les experts du domaine doivent suivre de près ces évolutions, car elles influencent directement les choix stratégiques pour les nouvelles installations, que ce soit en termes de coûts, de rendement ou de durabilité.
La décennie à venir s’annonce passionnante pour l’industrie solaire, avec des perspectives de production d’énergie plus abondantes et à moindre coût. Pour les professionnels avertis, il est crucial de rester à la pointe des avancées technologiques afin de tirer le meilleur parti de ces solutions innovantes.
