La technologie PERC : Tout savoir sur ces panneaux solaires innovants

Les panneaux solaires PERC sont devenus une référence incontournable dans le domaine de l’énergie photovoltaïque. Grâce à leur conception avancée, ils offrent un rendement supérieur aux panneaux classiques et s’adaptent à de nombreuses situations. Dans cet article, nous décryptons le fonctionnement, les avantages, et les cas où cette technologie s’impose comme un choix stratégique.

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

L’acronyme PERC signifie « Passivated Emitter and Rear Cell », que l’on peut traduire par « émetteur et cellule arrière passivés ». Cette technologie repose sur l’ajout d’une couche de passivation à l’arrière des cellules photovoltaïques. Elle optimise la capture de la lumière solaire en permettant aux rayons ayant traversé le silicium d’être à nouveau captés.

En d’autres termes, cette couche agit comme un miroir, offrant une « seconde chance » aux photons de générer de l’électricité. De plus, elle contribue à limiter la chaleur excessive, ce qui améliore encore le rendement du panneau.

Définition de l’acronyme PERC

La technologie des cellules PERC, acronyme de Passivated Emitter Rear Cell, représente une innovation majeure dans le secteur photovoltaïque. Pour bien comprendre ce que recouvre cette appellation, il est utile d’analyser chaque terme :

Passivated (Passivée) : Ce terme désigne la passivation de la face arrière de la cellule solaire. Ce procédé vise à limiter les pertes de charge à cette surface, ce qui améliore le rendement global de la cellule.
Emitter (Émetteur) : L’émetteur correspond à la zone où les électrons, excités par la lumière solaire, sont injectés dans la cellule. Une bonne passivation de cette région est essentielle pour réduire les pertes d’électrons et optimiser la génération de courant.
Rear (Arrière) : Cela fait référence à la face postérieure de la cellule, opposée à celle exposée à la lumière. Cette surface est souvent passivée pour diminuer les pertes liées à la réflexion et à la recombinaison des électrons.
Cell (Cellule) : La cellule PERC constitue l’élément de base d’un panneau solaire. Elle est spécifiquement conçue pour convertir la lumière solaire en énergie électrique.

Amélioration de la performance par faible luminosité

Les cellules PERC excèdent également les cellules solaires traditionnelles en termes de performance dans des conditions de faible luminosité. Lorsque la lumière solaire est moins intense, comme par temps nuageux ou tôt le matin et en fin d’après-midi, les cellules PERC conservent leur capacité à générer de l’électricité de manière efficace. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse dans les régions où l’ensoleillement peut être variable, car elle permet de maintenir une production d’énergie stable même dans des conditions moins favorables.

Comment fonctionne un panneau solaire PERC ?

Pour bien comprendre le fonctionnement d’un panneau PERC, il est utile de rappeler les bases du photovoltaïque classique :

Absorption des photons : Les cellules photovoltaïques capturent les photons présents dans les rayons du soleil.
Génération d’énergie : Ces photons excitent les électrons du silicium, générant un courant électrique continu.
Transformation en courant alternatif : Un onduleur convertit ce courant continu en courant alternatif utilisable par vos appareils.

Évolution de la technologie

La technologie des cellules de type PERC a vu le jour au début des années 2000 et a connu depuis une progression remarquable. Elle résulte de nombreuses années de recherche et développement axées sur l’amélioration des performances des panneaux solaires. Une avancée clé dans cette évolution a été une meilleure compréhension des phénomènes de recombinaison et de perte de charge à la surface des cellules solaires.

Rapidement adoptée par l’industrie photovoltaïque, la technologie PERC s’est imposée grâce à ses avantages évidents en matière d’efficacité énergétique. Au fil des années, des optimisations constantes des procédés de fabrication et des matériaux utilisés ont permis de réduire les coûts de production, rendant cette technologie plus abordable et compétitive sur le marché.

Cette évolution continue a fait des cellules PERC l’une des technologies dominantes dans le domaine de l’énergie solaire, jouant un rôle central dans l’essor global des énergies renouvelables.

Réduction des coûts de production dans tout le secteur

La technologie PERC a également contribué à réduire les coûts de production dans l’industrie solaire. Bien qu’elle ait initialement nécessité des investissements en recherche et développement, l’efficacité accrue des cellules PERC a permis de diminuer les coûts par watt produit au fil du temps. Cette réduction des coûts est essentielle pour rendre l’énergie solaire plus compétitive par rapport aux sources d’énergie conventionnelles. De plus, la compatibilité des cellules PERC avec les installations solaires existantes facilite les mises à niveau et les extensions, ce qui réduit davantage les coûts de déploiement.

Excellente efficacité énergétique

L’un des avantages les plus significatifs des cellules PERC réside dans leur efficacité énergétique accrue. Grâce à la passivation de la surface arrière, ces cellules minimisent les pertes de charge, ce qui se traduit par une conversion plus efficace de la lumière solaire en électricité. En d’autres termes, les cellules PERC sont capables de capter et d’utiliser une plus grande proportion de l’énergie solaire incidente, augmentant ainsi le rendement global des panneaux solaires. Cette efficacité supérieure permet aux installations équipées de cellules PERC de produire plus d’électricité pour une surface donnée, ce qui se traduit par des rendements plus élevés et une meilleure rentabilité sur le long terme.

Dans quels cas préférer les panneaux solaires PERC ?

Les panneaux PERC se distinguent par leur adaptabilité à des situations variées :

Toits mal exposés : Si votre toit est partiellement ombragé ou orienté autrement que plein sud, ces panneaux restent performants, même par faible luminosité.
Petites surfaces : Idéaux pour les installations où l’espace est limité, comme les toitures compactes ou les véhicules (camping-cars, vans, bateaux).

Avantages des cellules PERC par rapport aux cellules solaires classiques

Les cellules PERC présentent plusieurs atouts majeurs qui les distinguent des cellules solaires traditionnelles :

Adaptabilité aux installations existantes : Les cellules PERC peuvent généralement être intégrées aux systèmes solaires actuels sans nécessiter de modifications majeures, facilitant ainsi leur adoption.PERC sont un excellent investissement. Leur rendement élevé et leur durabilité permettent de compenser rapidement cette dépense. De plus, ils sont parfaitement adaptés aux environnements exigeants, qu’il s’agisse de zones chaudes, ombragées ou de petites surfaces.

Efficacité accrue : Grâce à la passivation de la face arrière, elles offrent un rendement supérieur, permettant de produire davantage d’électricité à partir d’une même quantité de lumière solaire.

Meilleure performance par faible luminosité : Ces cellules excellent dans des conditions de faible éclairage, ce qui les rend particulièrement adaptées aux régions avec un ensoleillement limité.

Réduction des coûts de production : Bien que leur développement initial ait impliqué des investissements importants, leur rendement élevé a permis de diminuer les coûts de fabrication au fil du temps, les rendant plus compétitives.

Les limites de la technologie PERC

L’un des principaux inconvénients des cellules PERC réside dans leur faible tolérance à la surchauffe. Lorsque les panneaux solaires sont exposés à des températures élevées, la performance des cellules PERC peut être réduite de manière significative. Les hautes températures provoquent une augmentation de la recombinaison des porteurs de charge à l’intérieur de la cellule, ce qui diminue l’efficacité de conversion de la lumière solaire en électricité. Pour contrer ce problème, les fabricants doivent souvent mettre en place des systèmes de refroidissement ou d’autres dispositifs pour maintenir la température des cellules PERC à un niveau optimal. Cela peut ajouter des coûts supplémentaires à l’installation et nécessiter une gestion thermique soignée.

Différences entre TOPCon et PERC

Passivation de l’émetteur
TOPCon : Dans la technologie TOPCon, l’émetteur est soigneusement passivé pour minimiser les pertes de recombinaison des porteurs de charge. Cette passivation est l’une de ses caractéristiques clés.
PERC (Passivated Emitter Rear Cell) : La technologie PERC utilise également une passivation, mais elle est principalement appliquée à la face arrière de la cellule.

Face arrière transparente
TOPCon : La face arrière transparente de la technologie photovoltaïque TOPCon permet une réflexion interne totale améliorée, augmentant ainsi la capture des photons solaires.
PERC : Ne dispose généralement pas de cette caractéristique de face arrière transparente.

Efficacité
TOPCon : En général, la technologie photovoltaïque TOPCon a tendance à offrir un rendement énergétique légèrement supérieur par rapport à PERC en raison de sa meilleure gestion des porteurs de charge.
PERC : La technologie PERC est également efficace mais peut être moins performant dans des conditions de faible luminosité.

La différence entre les technologies PERC et N-Type TOPCon réside dans leur conception, influençant les performances des panneaux en termes de rendement, de production en faible luminosité et de résistance à la chaleur, avec une transition progressive en France des panneaux PERC (Trina Solar) vers des modèles TOPCon N-Type proposés par des fabricants comme Tongwei Solar, Jolywood ou Longi.

Bible du Solaire