Qu'est-ce que la technologie TOPCon ? Faut-il investir ?

Un panneau photovoltaïque (PV) monocristallin classique est un dispositif d’énergie solaire composé de cristaux de silicium disposés selon une structure monocristalline uniforme. Ces cellules sont découpées dans des lingots de silicium cylindriques, ce qui leur confère des bords arrondis ou chanfreinés caractéristiques. Réputés pour leur rendement élevé et leur aspect noir, élégant et uniforme, les panneaux monocristallins ont constitué une avancée significative par rapport aux panneaux photovoltaïques polycristallins, qui utilisent plusieurs cristaux de silicium et sont comparativement moins efficaces.

Alors que la technologie monocristalline représentait déjà une amélioration majeure, l’industrie photovoltaïque a continué d’innover, en mettant clairement l’accent sur le développement de nouvelles technologies pour améliorer encore l’efficacité et les performances. Parmi les innovations récentes, la technologie TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) s’est imposée comme une solution viable pour une application commerciale. Bien que la recherche fondamentale et le développement de cette technologie aient commencé à la fin des années 2010, ce n’est qu’en 2019 que la production à grande échelle et la disponibilité sur le marché ont pris une forme significative. En 2020 et 2021, les modules TOPCon sont devenus une traction de premier plan, les principaux fabricants ayant adopté cette approche innovante pour améliorer l’efficacité et la performance des systèmes photovoltaïques.

Mais en quoi consiste exactement cette « nouvelle » technologie ?

La technologie TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) est une innovation de pointe conçue pour améliorer l’efficacité et les performances des cellules solaires. Elle s’appuie sur l’architecture traditionnelle des cellules en silicium monocristallin en introduisant une couche de passivation spécialisée et une structure conductrice qui minimisent les pertes d’énergie et améliorent la gestion des porteurs de charge.

Cette technologie intègre une fine couche d’oxyde tunnel ultra-pure sur la surface arrière de la plaquette de silicium, suivie d’une couche de polysilicium dopé. L’oxyde tunnel agit comme une barrière qui minimise la recombinaison des porteurs de charge (électrons et trous), tandis que la couche de polysilicium facilite la conduction efficace des électrons. Cette approche à double couche renforce la passivation et améliore le flux d’électrons, ce qui permet aux cellules TOPCon d’atteindre des rendements de conversion énergétique nettement plus élevés, avec des taux allant jusqu’à 24 %, par rapport aux cellules monocristallines traditionnelles, qui atteignent généralement des rendements de l’ordre de 20 % à 22 %. De plus, la technologie Topcon possède une face arrière transparente – contrairement aux cellules « standard » à couches opaques – qui améliore considérablement la capture des photons grâce à une meilleure réflexion interne. Cela améliore donc fortement les performances de ces modules en cas de faible irradiation.

Cela vaut-il la peine d’investir dans cette technologie ?

Selon des données récentes, le prix des panneaux solaires en Europe varie en fonction de facteurs tels que la marque, l’efficacité et le volume d’achat. Les panneaux monocristallins sont généralement disponibles à des prix allant de 0,100 € à 0,115 € par watt. En comparaison, le prix moyen des modules TOPCon en Europe est d’environ 0,104 € par watt, avec des variations entre 0,090 € et 0,122 € par watt1. Bien que les modules TOPCon soient légèrement plus chers que les panneaux monocristallins traditionnels au départ, leurs performances accrues peuvent justifier l’investissement supplémentaire. Des tests en laboratoire ont également montré que la dégradation des cellules, et donc la performance intrinsèque de ces panneaux, s’est améliorée, ce qui permet d’optimiser à long terme les projets de production d’énergie photovoltaïque et de compenser le léger surcoût de ces cellules.

Conclusion 

La technologie TOPCon représente une avancée majeure dans la conception des panneaux photovoltaïques. Bien qu’ils soient plus coûteux au départ que les cellules monocristallines traditionnelles, leur efficacité accrue, leur durée de vie prolongée, leur plus grande tolérance à la température et leur performance supérieure en cas de faible luminosité dans différentes conditions offrent une meilleure production d’énergie et des avantages à long terme. Elles constituent une option intéressante pour les solutions d’énergie renouvelable à long terme, où la durabilité et la production maximale d’énergie sont des priorités. Avec le développement des énergies renouvelables, la technologie TOPCon apportera une contribution durable et efficace à la satisfaction des besoins énergétiques mondiaux.

Ecrit par Paula Ortega et Imane Alil