Introduction
Un panneau photovoltaïque (souvent appelé « panneau solaire ») transforme une partie de la lumière du soleil en électricité. Pour comprendre ses performances, sa durabilité et son entretien, il est utile de connaître sa composition : un module photovoltaïque est un assemblage de couches et de composants électriques, conçus pour protéger les cellules tout en laissant passer la lumière.
1) Les cellules photovoltaïques : le cœur du panneau
Les cellules photovoltaïques sont les éléments qui produisent le courant électrique. Elles sont généralement fabriquées à partir de silicium, un matériau semi-conducteur très répandu dans l’industrie photovoltaïque.
- Cellules monocristallines : issues d’un seul cristal de silicium, elles sont souvent choisies pour leur bon rendement à surface égale.
- Cellules polycristallines : fabriquées à partir de plusieurs cristaux, elles peuvent être un peu moins performantes à surface identique, selon les technologies et générations de produits.
- Technologies récentes : on peut rencontrer des variantes (ex. PERC, TOPCon, hétérojonction), qui modifient la structure de la cellule pour optimiser certains comportements (rendement, sensibilité à la chaleur, etc.).
Chaque cellule possède des contacts métalliques (fines grilles) qui collectent le courant produit. Elles sont ensuite connectées entre elles en série et/ou en parallèle pour atteindre la tension et la puissance recherchées.
2) Le verre avant : protection et transmission de la lumière
Sur la face exposée au soleil, le module est généralement composé d’un verre trempé (souvent avec traitement antireflet selon les modèles). Son rôle est double :
- Protéger les cellules contre les chocs, les intempéries et l’usure.
- Laisser passer un maximum de lumière vers les cellules.
Ce verre est conçu pour résister aux contraintes mécaniques (vent, neige) et aux variations de température. La résistance réelle dépend toutefois du modèle, des certifications, et des conditions d’installation.
3) L’encapsulant : la « colle » protectrice autour des cellules
Les cellules ne sont pas en contact direct avec le verre : elles sont prises en sandwich dans une couche d’encapsulant, le plus souvent de type EVA (éthylène-acétate de vinyle) ou d’autres films polymères selon les fabricants.
Son objectif :
- Maintenir les cellules en place et absorber certaines contraintes mécaniques.
- Protéger contre l’humidité et limiter les risques de corrosion.
- Améliorer la transmission de la lumière et réduire les pertes optiques (selon formulation).
La qualité de l’encapsulant et du laminage influence la tenue dans le temps (par exemple face au jaunissement ou au délaminage), sans qu’il soit possible de généraliser : cela varie selon les gammes et les conditions d’exposition.
4) L’arrière du panneau : backsheet ou verre (modules verre-verre)
Au dos du module, on trouve le plus souvent :
- Un backsheet : feuille multicouche en polymères, qui assure isolation électrique et protection contre l’humidité.
- Ou un second verre (module dit verre-verre) : parfois utilisé pour renforcer la rigidité et la protection, selon les applications.
Le choix backsheet vs verre-verre peut influencer le poids, la rigidité, certaines formes de vieillissement, et les usages (toiture, ombrière, grandes installations). L’important reste de s’appuyer sur les caractéristiques du fabricant et les certifications du module.
5) Le cadre en aluminium et l’étanchéité
Beaucoup de panneaux disposent d’un cadre en aluminium qui :
- Apporte de la rigidité au module.
- Facilite la fixation sur les structures de montage.
- Contribue à la tenue mécanique et à la protection des bords.
L’assemblage intègre aussi des joints et des zones d’étanchéité (notamment sur les chants) pour limiter les infiltrations. Une pose de qualité est essentielle : une mauvaise contrainte mécanique ou une fixation inadaptée peut fragiliser le module, même si le panneau lui-même est correctement conçu.
6) La boîte de jonction, les diodes et les câbles : la partie électrique
Au dos du panneau se trouve une boîte de jonction (junction box). Elle regroupe les connexions électriques et accueille généralement des diodes de dérivation (bypass).
- Les diodes bypass aident à limiter certains effets négatifs lorsque une partie du module est ombragée (feuille, cheminée, salissure localisée). Elles ne « compensent » pas l’ombre, mais peuvent réduire les pertes et éviter des échauffements anormaux.
- Des câbles et connecteurs (souvent de type MC4 ou compatibles selon les marques) permettent le raccordement en série/parallèle avec les autres panneaux.