Les cellules à base de cristaux de silicium constituent l'essentiel du marché photovoltaïque, au delà de 80%. La pénurie de silicium enregistrée en 2005-2006 étant résorbée, la baisse des prix des panneaux cristallins associée à leur rendement supérieur en font toujours un maître choix.

La technique

Un panneau cristallin est en règle générale constitué d'une couche de verre avec, par-dessous, de cellules en silicium qui se trouvent entre deux couches (transparentes) d'EVA, ainsi que d'un fond en tedlar® (une matière plastique à très haute densité qui empêche la pénétration de l'humidité). Les cellules sont prétraitées à l'aide d'une couche antireflet qui a pour effet que les photons de la lumière ne sont pas réfléchis mais captés de façon optimale par le silicium, de sorte qu'une quantité maximale d'électrons sont libérés dans le semi-conducteur cristallin. La couche antireflet est de préférence bleue, mais peut également être noire. Dans ce cas, la cellule s'échauffe toutefois un peu plus rapidement, ce qui entraîne davantage de pertes de rendement. Car le rendement de cellules cristallines dépend de la température de la cellule: pour chaque augmentation de la température de 3°C, le rendement diminue de 1%.

Il existe deux types de cellules cristallines: les cellules de monocristallines et multicristallines (ou polycristallines). La différence principale réside au niveau de la production des "lingots": les barres dans lesquelles les cellules ("galettes") sont découpées. Si, lors de la solidification du silicium fondu, la structure cristalline est ordonnée (les cristaux sont tous orientés dans la même direction), on parle de silicium monocristallin. Si le processus de solidification n'est pas contrôlé, on obtient une structure solidifiée dispersée, et donc du silicium multicristallin. Voici encore dix ans, les deux types de cellules offraient des rendements sensiblement différents alors qu'il existe aujourd'hui des panneaux multicristallins qui offrent un meilleur rendement que certains types monocristallins.

Pour les projets qui exigent des installations très compactes (avec une puissance énorme sur des surfaces réduites ou limitées), il est conseillé d'opter pour des panneaux à contacts arrière ("back contact cells"). Une variante est la cellule à rainure laser, où la grille de balayage électrique se trouve dans une rainure en V découpée au laser. Les deux techniques permettent une meilleure pénétration de la lumière dans la cellule et, par conséquent, un rendement supérieur par unité de surface.

Les avantages

• Les cellules cristallines captent aussi bien la lumière solaire directe, diffuse et réfléchie, mais moins que les cellules en couche mince.
• La technique cristalline est la plus ancienne dans le domaine de l'énergie solaire et par conséquent la mieux maîtrisée. La technologie est donc très bien connue au niveau des processus de vieillissement.
• Cette technologie se traduit par des installations compactes offrant la puissance au m2 la plus élevée.
• Pour obtenir la même puissance que des panneaux à couche mince, il ne faut ainsi que 55 à 60% de la superficie.
• Les panneaux sont constitués de différents modules qui se remplacent facilement en cas de dommages ou de panne.
• Ils offrent une durabilité minimale de 35 ans.
• Cette solution est nettement moins chère que les panneaux à couche mince à tubulures.
• Les panneaux peuvent être posés sur tous les types de toitures plates et inclinées.
• Correctement orientés et inclinés, ces panneaux offrent en Flandre un minimum de 850 kWh par kWp installé (qu'ils soient monocristallins ou multicristallins). Il existe cependant des installations qui produisent près de 1.000 kWh par kWp installé.

Le revers de la médaille

• Les panneaux doivent être installés de façon à permettre une ventilation.
• Lors des journées de forte chaleur et sans vent, l'augmentation de la température entraînera une diminution du rendement.
• Le prix de ces panneaux est un peu plus élevé que celui des panneaux plats à couche mince.
• Le laminage des panneaux doit être réalisé dans des conditions optimales.
• Malheureusement, de nombreux panneaux produits en "Extrême-Orient" ne sont pas toujours d'aussi bonne qualité. Gardez-vous donc des panneaux avec des connecteurs de contrefaçon, des profilés peu résistants et des boîtes de raccordement mal montées (risques d'infiltration d'eau)