Si vous disposez d'ouvrages ou d'articles de référence ou si vous connaissez des sites web de qualité traitant du thème abordé ici, merci de compléter l'article en donnant les références utiles à sa vérifiabilité et en les liant à la section « Notes et références ».
Sources : European Photovoltaic Industry Association[1], IEA-PVPS[2]
Le développement de l'énergie solaire photovoltaïqueconnaît une croissance exponentielle depuis plus de 20 ans à l’échelle mondiale. À partir des années 1990, l'énergie solaire photovoltaïque a évolué d'un simple marché de niche vers une source de production d'électricité à échelle industrielle. Durant sa phase initiale de développement, l'énergie des panneaux photovoltaïques, reconnue en tant que source d'énergie renouvelable prometteuse a bénéficié de subventions, notamment sous la forme de tarif de rachat, afin d'attirer les investissements.
Description
Lors de ses débuts, le développement était limité au Japon et aux pays européens. Cependant, les améliorations techniques et les économies d'échelles réalisées par la suite ont permis de réduire les coûts de cette technologie, notamment à la suite du développement de la production des capteurs solaires en Chine. Depuis, l'énergie solaire photovoltaïque se répand rapidement à l'échelle mondiale, elle a notamment atteint la parité réseau dans une trentaine de pays[3].
À la fin de 2014, la capacité photovoltaïque totale installée était de plus de 178 gigawatts (GW), couvrant environ 1 % de la demande électrique mondiale. En Italie et en Allemagne, l'énergie solaire photovoltaïque a couvert respectivement en 2014 7,9 % et 7 % de la demande domestique[1]. Les projections prévoient pour 2015 l'installation de 55 GW supplémentaires. À plus long terme, il est prévu un doublement, voire un triplement de la capacité installée à l'horizon 2020, au-delà des 500 GW[1]. Si l'on inclut l'énergie solaire thermodynamique certains scénarios prévoient que d'ici 2050 l'énergie solaire sera la première source d'énergie électrique dans le monde, le photovoltaïque et le solaire thermodynamique couvrant respectivement 16 et 11 % de la demande totale. Si ces scénarios se réalisent, la capacité installée projetée serait de 4 600 GW, dont plus de la moitié en Chine et en Inde.
1877 - W.G. Adams et R.E. Day observent l'effet photovoltaïque sur du sélénium solidifié. Ils publient The action of light on selenium dans Proceedings of the Royal Society, A25, 113.
1878 - Augustin Mouchot présente un générateur solaire à l'exposition universelle de Paris en 1878.
1883 - Charles Fritts Développe une cellule solaire utilisant du sélénium sur une couche mince d'or et obtient un taux de conversion (souvent appelé également rendement ou efficacité) de 1 %[4].
1918 - Jan Czochralski découvre le procédé du même nom permettant de produire des cristaux monocristallins de dimensions importantes. Cette technologie est largement utilisée pour l'informatique, ainsi que dans les cellules en silicium monocristallin.
1930–1959
1932 - Audobert et Stora découvrent l'effet photovoltaïque du séléniure de cadmium, toujours utilisé de nos jours.
1948 - Gordon Teal et John Little adaptent la méthode Czochralski de croissance du cristal pour produire du germanium monocristallin, et plus tard du silicium monocristallin[5]
années 1950 - Les laboratoires Bell produisent des panneaux solaires pour des activités spatiales
1954 - Le 25 avril 1954, les laboratoires Bell annoncent la première cellule solaire en silicium d'intérêt pratique, d'une surface de 2 cm2 et d'une efficacité de 6 %[6],[7],[8].
1955 - Hoffman Electronics vend une cellule à 2 % d'efficacité pour 25 $ par cellule.
1957 - Hoffman Electronics crée une cellule solaire à 8 % d'efficacité.
1958 - Vanguard I est le premier satellite utilisant l'énergie solaire, avec un panneau de 100 cm2 et 0,1 W.
1959 - Hoffman Electronics réalise une cellule solaire commerciale à 10 % d'efficacité, et introduit l'utilisation de grilles, ce qui réduit la résistance des cellules.
1960–1979
1960 - Hoffman Electronics crée une cellule avec une efficacité de conversion de 14 %.
1961 - Une conférence de l'ONU a pour titre « L'énergie solaire dans le monde en développement ».
1962 - Le satellite de communication Telstar 1 est alimenté par des cellules solaires.
1967 - Soyouz 1 est la première mission habitée alimentée par des cellules solaires.
1967 - Akira Fujishima découvre l'effet Honda-Fujishima utilisé pour l'hydrolyse des cellules photoélectrochimiques.
1968 - Roger Riehl introduit la première montre-bracelet solaire[9].
1970 - Les premières cellules véritablement efficaces à hétérostructure en Arsénure de Gallium sont créées par Zhores Alferov et son équipe soviétique[10],[11],[12].
1971 - La station Saliout 1 est alimentée par des panneaux solaires.
1973 - La station Skylab est également alimentée par des panneaux solaires.
1974 - Un centre de recherche sur l'énergie solaire est ouvert en Floride[13].
1976 - David Carlson et Christopher Wronski de la société RCA Laboratories créent les premières cellules en silicium amorphe, qui ont une efficacité de conversion de 2,4 %.
À la suite du deuxième choc pétrolier ayant lieu vers 1979, le grand public commence à s'intéresser à l'énergie solaire.
1980–1999
Le prix des cellules en silicium a connu une baisse importante, ici de 1977 à 2015.Loi de Swanson: le prix diminue de 20% à chaque doublement de la capacité photovoltaïque installée.Part de marché de la production annuelle des différentes technologies photovoltaïques : Silicium monocristallin, polycristallin ou film fin.
1982 - Kyocera commence la production à grande échelle de silicium polycristallin, en coulant le silicium, ce qui est la méthode largement utilisée dans les années 2010.
1983 - La production d'énergie photovoltaïque dépasse les 21,3 MW, et les ventes les 250 M$.
1999 - La puissance photovoltaïque installée atteint 1 GW dans le monde.
2000-aujourd'hui
Croissance de la capacité photovoltaïque installée dans le monde sur une échelle semi-logarithmique.Image animée illustrant le nombre de watts solaires par personne en Europe de 1992 à 2014.
2003 - George W. Bush installe un système photovoltaïque de 9 kW ainsi qu'un système solaire thermique pour la Maison Blanche[15].
2004 - Arnold Schwarzenegger, gouverneur de Californie, lance une initiative pour couvrir 1 million de toits de panneaux solaires d'ici à 2017
2006 - L'utilisation du silicium polycristallin pour l'énergie solaire dépasse tous les autres utilisations de cette forme de silicium.
2008 - Des chercheurs du National Renewable Energy Laboratory obtiennent un taux de conversion de 40,8 %, sous une lumière concentrée de 326 soleils et utilisant une cellule tri-jonction[16].
2014 - Au Chili, le gouvernement de Michelle Bachelet lance un plan pour l'énergie solaire qui vise au moins 70 % d'énergies renouvelables en 2050.
2016 - Le fabricant allemand SolarWorld obtient une efficacité de conversion de 22 % sur du silicium monocristallin PERC[18].
2017 - La part d'énergie photovoltaïque est de 1,6 % en France. EDF vise à atteindre 30 GW entre 2020 et 2035[19].
2017 - Le fabricant chinois LongiSolar obtient une efficacité de conversion de 22,71 % sur de la production de masse, pour des cellules Perc monocristallines[20].
2017 - Au Burkina Faso, la centrale solaire de Zagtouli est inaugurée à proximité de Ouagadougou. Elle produit 33 MWc, soit 5 % des besoins électriques du pays avec 130 000 panneaux solaires. Financée et construite par des organisations européennes, c'est la plus grande centrale d'Afrique de l'Ouest[21].
Aperçu des installations annuelles et des données mondiales cumulées par ordre chronologique
(a) La SPE a également noté que la production globale d'énergie photovoltaïque était beaucoup plus élevée en 2014, aux alentours de 44–46 GW[25].
En 2014, la capacité photovoltaïque installée s'est élevée à 40,1 GW, soit une augmentation de 28 % de la puissance installée pour un total de plus de 178 GW. Cette capacité installée permet de couvrir 1 % de la consommation électrique mondiale totale qui s'élève à 18 400 TWh[24],[1]. Jamais auparavant une capacité si importante n'avait été installée au cours d'une année[1]. Par rapport à 2013, cela représente une augmentation de 5 % de la puissance annuelle installée, avec 38,5 GW installés cette année là[23].
Projections
L'énergie solaire photovoltaïque devrait devenir plus rentable que les autres sources d'émissions. Vert : parité de coût atteinte avant 2014 Bleu : parité atteinte après 2014 Brun : parité atteinte uniquement lors de pics de consommation Orange : photovoltaïque encore plus cher que les autres sources d'énergie.
La parité réseau, qui correspond à un coût de production de l'énergie solaire photovoltaïque égal ou inférieur au prix de vente de l'électricité, devrait être atteinte en France en 2020[26] ; ce concept ne tient pas compte des coûts d'intégration au réseau de la production d'électricité photovoltaïque, en particulier du coût des dispositifs nécessaires pour compenser l'intermittence de la production solaire (moyens de production modulables ou stockage) ; ces coûts sont très variables selon le contexte local, en général beaucoup plus élevés dans les régions septentrionales qu'au sud[27].
↑(en) David C. Brock, « Useless No More: Gordon K. Teal, Germanium, and Single-Crystal Transistors », Chemical Heritage Foundation, vol. 24, no 1, (lire en ligne, consulté le )
↑(en) « April 25, 1954: Bell Labs Demonstrates the First Practical Silicon Solar Cell », APS News, American Physical Society, vol. 18, no 4, (lire en ligne)
↑(en) D. M. Chapin, C. S. Fuller et G. L. Pearson, « A New Silicon p-n Junction Photocell for Converting Solar Radiation into Electrical Power », Journal of Applied Physics, vol. 25, no 5, , p. 676–677 (DOI10.1063/1.1721711)
↑Alferov, Zh. I., V. M. Andreev, M. B. Kagan, I. I. Protasov, and V. G. Trofim, 1970, ‘‘Solar-energy converters based on p-n AlxGa12xAs-GaAs heterojunctions,’’ Fiz. Tekh. Poluprovodn. 4, 2378 (Sov. Phys. Semicond. 4, 2047 (1971))]
↑NREL Public Relations, « NREL Solar Cell Sets World Efficiency Record at 40.8 Percent », National Renewable Energy Laboratory, (lire en ligne [archive du ], consulté le )
[PDF](en) « Snapshot of Global PV 1992-2014 », sur www.iea-pvps.org, International Energy Agency — Photovoltaic Power Systems Programme, (consulté le ).
.svg){kind=small}
.svg){kind=small}
