La technologie photovoltaïque, qui utilise des cellules solaires pour convertir la lumière du soleil en électricité, est devenue une source d'énergie renouvelable de plus en plus importante ces dernières années. Bien que les principes de base du photovoltaïque soient compris depuis plus d'un siècle, ce n'est que dans la seconde moitié du XXe siècle que les applications pratiques de cette technologie ont commencé à voir le jour.
La naissance du photovoltaïque
En 1839, le physicien français Alexandre-Edmond Becquerel, au cours d'une expérience physique, a découvert que lorsque deux électrodes métalliques dans un fluide conducteur étaient éclairées par la lumière, un courant circulait entre les électrodes, un phénomène qu'il a nommé l'effet photovoltaïque. En l'honneur de sa découverte, l'effet photovoltaïque est également connu sous le nom d'"effet Becquerel".
En 1883, l'inventeur américain Charles Fritts a inventé la première cellule solaire en recouvrant un semi-conducteur de sélénium d'une très fine couche d'or pour former une jonction métal semi-conducteur. Le rendement de conversion du dispositif n'était que d'environ 1 %, mais il a démontré le potentiel de la technologie photovoltaïque comme moyen de produire de l'électricité.
Au cours des décennies suivantes, les chercheurs ont continué à expérimenter différents matériaux et modèles de cellules solaires, avec plus ou moins de succès.
En 1954, des chercheurs des Bell Labs, dont Daryl Chapin, Calvin S. Fuller et Gerald Pearson, ont créé la première cellule solaire en silicium monocristallin avec un rendement de conversion de 6 %. Cette percée a marqué la naissance de la technologie photovoltaïque.
Le développement de la technologie photovoltaïque
La crise pétrolière des années 1970 a également contribué à stimuler l'intérêt pour les sources d'énergie renouvelables, dont l'énergie solaire.
Le 17 mars 1958, le deuxième satellite artificiel américain est lancé dans l'espace par un lanceur utilisant des cellules chimiques et photovoltaïques. Ce petit satellite a jeté les bases de l'utilisation des cellules solaires, qui ont été progressivement développées pour l'exploration spatiale depuis lors.
En 1976, le gouvernement australien a décidé de faire fonctionner l'ensemble du réseau de télécommunications dans l'outback via des stations de cellules photovoltaïques.
Depuis 1983, les garde-côtes américains utilisent le photovoltaïque pour alimenter leurs balises et feux de navigation. À cette époque, la part des États-Unis sur le marché mondial du photovoltaïque était d'environ 21 %, le marché du photovoltaïque fournissant principalement des solutions pour les systèmes autonomes.
Après 2007, la technologie de production d'énergie photovoltaïque a continué de progresser et, parallèlement, le concept mondial de vie à faible émission de carbone continuant de se répandre, l'énergie solaire mondiale est entrée dans une phase de développement rapide et les pays ont introduit des subventions gouvernementales.
De 2008 à 2013, le taux de croissance annuel des nouvelles installations photovoltaïques est resté supérieur à 50 %, atteignant même près de 80 % en 2011.
Aujourd'hui, la technologie PV est utilisée dans un large éventail d'applications, des petits panneaux solaires pour les maisons individuelles et les entreprises aux grandes centrales solaires qui fournissent de l'électricité à des communautés entières. Au niveau mondial, la capacité PV annuelle installée est passée de 16 GW en 2010 à 260 GW en 2022.
Malgré les nombreuses avancées de la technologie photovoltaïque, il reste de nombreux défis à relever. L'un des principaux obstacles est le coût élevé de la production et de l'installation des panneaux solaires, un coût qui n'a cessé de baisser ces dernières années. Le développement de la technologie cellulaire dans l'industrie photovoltaïque est passé par de nombreuses étapes, mais indépendamment de cela, le potentiel de la technologie photovoltaïque pour fournir une énergie propre et renouvelable est indéniable.
Au fur et à mesure que la recherche et le développement se poursuivent, nous verrons probablement apparaître des cellules solaires plus efficaces et plus abordables dans les années à venir, ce qui contribuera à réduire notre dépendance aux combustibles fossiles et à atténuer les effets du changement climatique.
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