Le matériaux photovoltaïque peut être disposé soit en cellules minces et plates découpées dans un lingot de silicium obtenu par fusion et moulage, puis connectées les unes aux autres en série pour constituer un module photovoltaïque, soit en une mince couche uniforme obtenue par projection de matériau réduit en fine poudre sur le verre.

Le silicium utilisé en photovoltaïque peut se rencontrer sous trois formes :

•  silicium poly cristallin : il s’agit du matériaux photovoltaïque le plus utilisé, à lui seul plus de 50% du marché mondial. Il offre un bon rendement (15%) pour des coûts de fabrication maîtrisés

• silicium mono cristallin : son rendement est légèrement supérieur au silicium poly cristallin (12%), en revanche sa fabrication est plus délicate donc plus coûteuse.

• silicium amorphe : son rendement est bien inférieur à ceux des silicium cristallin (6%) et son coût est proportionnellement inférieur. Pour ces trois matériaux photovoltaïques, les coûts par unité puissance sont identiques mais les surfaces de capteur nécessaires pour atteindre cette unité de surface varient en fonction du rendement. Les matériaux en silicium cristallin (poly et mono) représentent 90% du marché mondial.

Les capteurs -ou modules- photovoltaïques sont constitués d’un ensemble de cellules photovoltaïques qui génèrent un courant continu lorsqu’elles sont exposées à la lumière (attention : c’est la lumière qui produit, non la chaleur !).

La puissance du système photovoltaïque, et donc l’énergie produite, est directement proportionnelle au nombre de capteurs installés.

Très fragile à l’état brut, le matériau photovoltaïque doit être protégé des intempéries par un verre transparent et solide. Les enveloppes employées actuellement sont étudiées pour résister entre 20 et 30 ans aux agressions de l’environnement.

Les capteurs les plus courants sont des panneaux rectangulaires rigides de quelques centimètres d’épaisseur utilisant les technologies du silicium cristallin, pesant quelques kilos et d’une surface comprise entre 0.5 et 3 m². Leurs performances sont variables selon la composition du matériau photovoltaïque et la technologie utilisée. Ces capteurs sont souvent installés par dessus la toiture existante d’une maison -en sur-imposition-, ou sur châssis lorsqu’on les pose sur le sol ou sur une toiture terrasse.

Arrivent aujourd’hui sur le marché des produits plus élaborés tels que des tuiles photovoltaïques, des ardoises photovoltaïque, des éléments souples (en silicium amorphe), ou des éléments de façade qui rendent beaucoup plus facile l’intégration du photovoltaïque dans la couverture extérieure des bâtiments.

L’onduleur a pour rôle de convertir le courant continu des capteurs photovoltaïques en courant alternatif identique à celui du réseau. C’est un appareil électronique de haute technologie, géré par microprocesseur, qui garantit que le courant produit répond exactement aux normes fixées par le gestionnaire du réseau, tant en terme de qualité du courant (voltage, fréquence, émission d’harmoniques, etc.) qu’en terme de sécurité (protection de découplage)

Il se présente sous la forme d’un boîtier métallique de petite dimension, muni d’un radiateur ou d’un ventilateur. Il doit être placé sur un support vertical (mur par exemple) et dans un espace ventilé. Il n’émet aucun parasite électromagnétique et ne génère quasiment aucun bruit. Afin de limiter les pertes d’électricité en ligne, il doit être placé le plus près possible des modules photovoltaïques.

Pour des raisons de sécurité, l’onduleur s’arrête automatiquement de fonctionner lorsque le réseau est mis hors tension (coupure de courant de cause accidentelle ou pour travaux). C’est ce qu’on appelle « la protection de découplage » qui permet de supprimer tout risque d’électrocution lorsque des techniciens font une opération de maintenance sur le réseau. Lors du raccordement au réseau, EDF (ou la régie), vérifiera que l’onduleur respecte la norme allemande DIN VDE 0126 qui encadre la protection de découplage.

Comme tout composant électronique, l’onduleur a une durée de vie limitée. Ainsi il faut prévoir de le changer tout les 8 à 10 ans.