Silicium monocristallin
Silicium cristallisé en un seul cristal continu, le plus souvent par la méthode Czochralski ; c’est le type de plaquette le plus performant et aujourd’hui dominant en photovoltaïque.
Les plaquettes (wafers) de silicium monocristallin sont découpées dans un lingot cylindrique tiré d’un bain de polysilicium fondu par le procédé Czochralski. Le réseau cristallin étant continu, il n’y a pas de joints de grains pour piéger les porteurs de charge : leur durée de vie est longue et le rendement des cellules élevé. On reconnaît ces cellules à leur couleur sombre uniforme et, avec les anciennes plaquettes à découpe carrée, à leurs coins chanfreinés.
Le monocristallin a dépassé le multicristallin vers 2019, quand le sciage au fil diamanté et des tireurs de lingots plus grands ont fait baisser les coûts. En 2023, il représentait plus de 95 % de la production mondiale de plaquettes (ITRPV, 2024). L’industrie est aussi passée des plaquettes de type p dopées au bore aux plaquettes de type n dopées au phosphore, qui ne souffrent pas de la dégradation induite par la lumière liée au complexe bore-oxygène et conviennent aux architectures TOPCon et à hétérojonction.
- Rendement courant des modules commerciaux : 21–23,5 % (2024–2025).
- Épaisseur des plaquettes : environ 130–150 µm, contre plus de 180 µm il y a dix ans.
- Étape la plus énergivore : purification du polysilicium et croissance du lingot, principal facteur du temps de retour énergétique.
Un meilleur rendement signifie moins de modules, moins de structures et moins de terrain par kWc, ce qui réduit le coût du reste de l’installation.
Termes associés
Tous les termes →- Silicium polycristallin (multicristallin)
Silicium coulé en blocs composés de nombreux petits grains cristallins ; moins cher à produire que le monocristallin mais moins performant, il a aujourd’hui presque disparu de la production photovoltaïque.
- Cellule photovoltaïque
Composant semi-conducteur, en général une plaquette de silicium dopé munie de contacts métalliques, qui convertit directement la lumière du soleil en courant continu par effet photovoltaïque.
- TOPCon
Tunnel Oxide Passivated Contact : cellule silicium de type n dont la face arrière utilise un oxyde ultramince et une couche de polysilicium dopé pour extraire le courant avec un minimum de recombinaisons.
- PERC (cellule à émetteur et face arrière passivés)
Architecture de cellule silicium qui ajoute une couche diélectrique de passivation sur la face arrière, ce qui réduit les recombinaisons et renvoie la lumière dans la cellule.
- Temps de retour énergétique (EPBT)
Durée pendant laquelle un système énergétique doit fonctionner pour produire autant d’énergie qu’il en a fallu pour le fabriquer, l’installer et le démanteler.