Saviez-vous que c'est un Français, Antoine Becquerel qui en 1839 a découvert l’effet photovoltaïque ?

Son nom vous dit peut-être quelque-chose si vous avez lu le nom des savants sur le premier étage de la tour Eiffel. En effet, il est le 12e (sur 72), sur la face tournée vers l'Ouest. Il a également une rue à Paris portant son nom. En 1839, il découvre l'effet photovoltaïque en observant le comportement électrique des électrons dans un liquide.

Mais le premier brevet sera déposé par William Coblence, un physicien américain, en 1913, pour une cellule photovoltaïque qui convertit l’énergie solaire en énergie électrique. Malheureusement, il ne pourra jamais la faire fonctionner.

Ce n’est que trois ans plus tard que Robert Millikan produisit le premier de l’électricité avec une cellule solaire. Pendant les quarante années suivantes, peu de progrès ont été fait en matière d’énergie solaire car les cellules photovoltaïques avaient un trop mauvais rendement pour transformer la lumière du soleil en énergie.


1954-2000 : La conquête du photovoltaïque


En 1954, les laboratoires Bell annoncent la première cellule solaire avec une efficacité énergétique d’environ 6%, puis en 1958 elle atteint environ 9%. Vanguard I est le premier satellite alimenté en énergie par des panneaux photovoltaïques.

Ce n’est seulement qu’en 1980 que l’université de Delaware construit la première maison alimentée par des cellules photovoltaïques.

Durant les années 1960, l’usage du photovoltaïque pour les satellites se généralise. Embarqués à bord des lanceurs puis déployés en orbite autour de la terre, les panneaux photovoltaïques démontrent leur robustesse et leur fiabilité. À partir des années 1970, les panneaux photovoltaïques se développent sur des applications terrestres et maritimes. Ils permettent de fournir de l’énergie à des sites isolés qui ne sont pas desservis par un réseau électrique comme les balises en pleine mer ou les relais de télécommunication en plein désert. Les panneaux photovoltaïques sont utilisés dans les conditions les plus extrêmes. En mer, ils sont exposés aux tempêtes et à la corrosion saline. Dans les déserts, ils subissent des températures extrêmes et des cycles thermiques très exigeants avec des nuits très froides suivies de fortes chaleurs le jour.


Le premier bâtiment alimenté uniquement par l’énergie solaire voit le jour à Albuquerque au Nouveau Mexique en 1974. Ce qui semblait impensable est devenu une réalité : l’énergie solaire peut répondre à l’intégralité des besoins énergétiques d’un bâtiment.

 

 


2000-2012 : L’industrialisation du photovoltaïque

Après la signature des accords de Kyoto en 1997, des réflexions sont menées dans les grands pays développés pour trouver des solutions concrètes au problème d’émission de gaz à effet de serre. Il s’agit notamment de réduire notre consommation aux énergies fossiles. Le solaire photovoltaïque est identifié comme l’une des technologies les plus prometteuses. Afin de compenser son coût encore élevé, des mécanismes d’incitations financières sont mis en place au Japon et en Allemagne dès l’année 2000 puis progressivement dans la plupart des grands pays développés.


Ces incitations passent souvent par le principe du « tarif d’achat » : l’électricité produite par des panneaux photovoltaïques est achetée à un prix fixe et supérieur à celui du marché pendant une durée suffisante pour assurer la rentabilité de l’investissement. C’est le début du développement du solaire raccordé au réseau. En France, après un premier dispositif insuffisamment incitatif, les « tarifs d’achat » sont revalorisés en 2006 à un niveau qui permit le décollage du marché.


Les mécanismes d’incitation ont permis d’accélérer la croissance de l’industrie photovoltaïque. Le nombre de panneaux solaires en production dans le monde a été multiplié par 2500 entre 1996 et 2016. Cette croissance exponentielle du marché mondial a favorisé l’apparition de nouveaux fabricants et a conduit à des investissements massifs en recherche et développement. Ces efforts ont permis d’améliorer le rendement des panneaux et d’optimiser les procédés de fabrication. En parallèle, la taille moyenne des unités de fabrication de panneaux photovoltaïques a été multipliée par 1000. Les économies d’échelle obtenues ont été considérables. Cette phase intensive d’industrialisation a permis de diviser par 8 le coût de production des panneaux photovoltaïques entre 2000 et 2012.