Solar Photovoltaics
Updated: March 2026
Technologies, efficiencies and market developments
1 How it works
The photovoltaic effect
The photovoltaic effect est la conversion directe de la lumière en électricité au niveau atomique. Discovered by Edmond Becquerel in 1839, it relies on semiconductor properties.
Photons strike the cell and transfer their energy to silicon electrons
The P-N junction creates an electric field that separates charges
Direct current (DC) is collected and converted to alternating current (AC) by the inverter
Photo: American Public Power Association / Unsplash
System components
Photo: Vivint Solar / Unsplash
PV Modules
Conversion lumière → électricité DC
Inverter (Inverter)
Conversion DC → AC + MPPT
Compteur / Monitoring
Mesure production et injection réseau
2 Cell technologies
Monocrystalline (mono-Si)
Pure silicon with single crystal structure. Uniform black cells.
✓ Best surface efficiency
✓ High performance in low light
PERC / PERC+
Passivated Emitter and Rear Cell. Rear reflective layer.
✓ Excellent rapport qualité/prix
✓ Technologie mature et fiable
TOPCon
Tunnel Oxide Passivated Contact. Contacts passivés par oxyde tunnel.
✓ Meilleur comportement thermique
✓ Idéal pour bifacial
HJT (Heterojunction)
Heterojunction Technology. Couches de silicium amorphe sur cristallin.
✓ Efficiency record
✓ Excellent bifaciality
✗ Higher cost
Modules Bifaciaux
Captent la lumière des deux côtés. Gain via réflexion du sol (albédo).
✓ Surproduction significative
✓ Idéal utility-scale et trackers
Perovskites
ABX₃ crystalline materials. Promising in tandem with silicon.
✓ Potential efficiency >30%
✓ Low manufacturing cost
✗ Durability yet to be proven
3 Comparatif des technologies
| Technologie | Efficiency | Coeff. Temp. | Prix (€/Wc) | Bifacialité | Maturity |
|---|---|---|---|---|---|
| PERC Mono | 21-22% | -0.35%/°C | 0.15-0.20 | 70% | Mature |
| TOPCon | 22-23% | -0.30%/°C | 0.18-0.25 | 85% | Croissance |
| HJT | 23-24% | -0.26%/°C | 0.25-0.35 | 92% | Premium |
| Tandem Perovskite | 28-33% | TBD | TBD | N/A | R&D |
* Prix indicatifs modules utility-scale, Q1 2025. Source: PV InfoLink, BNEF
4 Trends & Innovations
Agrivoltaics
Synergie agriculture et PV. Protection des cultures, double revenu.
Floating Solar
PV flottant sur lacs, bassins. Refroidissement naturel, pas d'emprise foncière.
BIPV
Building Integrated PV. Tuiles, façades, vitrages solaires.
Trackers solaires
Suivi mono/bi-axial du soleil. +25-35% de production.
5 Agrivoltaics & Carports Strong growth
Agrivoltaics
Synergie agriculture + énergie solaire
L'agrivoltaïsme combine production agricole et production d'électricité sur une même parcelle. Les panels protègent les cultures (chaleur, grêle, gel) tout en générant un revenu complémentaire pour l'agriculteur.
Installation types
France regulations (2024)
+40%
Projets en 2024
3-5 GW
Potentiel France 2030
💡 Point clé : L'agrivoltaïsme n'est pas du "PV au sol déguisé". Le décret impose un service rendu à l'agriculture (protection climatique, réduction stress hydrique, amélioration bien-être animal).
Carports de parking
Obligation légale + forte rentabilité
Les ombrières photovoltaïques couvrent les parkings extérieurs. Elles produisent de l'électricité tout en protégeant les véhicules (soleil, grêle) et en réduisant les îlots de chaleur.
⚠️ Obligation légale (Loi APER 2023)
Données économiques
11 GW
Potentiel France
+IRVE
Synergie bornes EV
💡 Opportunité : La combinaison ombrière + bornes de recharge (IRVE) maximise la valeur du projet : autoconsommation directe pour la recharge VE, image verte, et conformité réglementaire.
Stockage & Batteries
Technologies, economics and solar + storage hybridization
1 Why storage has become essential
Intermittence
Le solaire ne produit que le jour. Le stockage permet de consommer le soir.
Arbitrage prix
Stocker quand les prix sont bas, vendre quand ils sont hauts.
Grid services
Réserve primaire, réglage fréquence, capacité = revenus additionnels.
Éviter curtailment
Stocker plutôt que perdre la production lors des pics.
Chiffres clés du marché BESS (Battery Energy Storage System)
-90%
Baisse coût batteries since 2010
Source : IRENA 2024
$117/kWh
BESS system cost (2025)
Source : BNEF 2025 (-31% vs 2024)
200 GWh
Global deployment 2024
375 GWh cumulative, record
$56-80/kWh
Target range
Source : RMI, NREL 2025
2 Battery technologies
Lithium-ion NMC
Nickel-Manganèse-Cobalt. High energy density, losing ground to LFP for stationary storage.
✓ Haute densité, maturité industrielle
✗ Cobalt (coût, éthique), risque thermique
Lithium Fer Phosphate (LFP)
Sans cobalt, plus sûr et moins cher. ~70% of global BESS market.
✓ Sécurité, longévité, sans cobalt, coût
✗ Densité plus faible (encombrement)
Sodium-ion (Na-ion)
Alternative sans lithium. Matériaux abondants et bon marché. First EU utility-scale deployment (Germany, Sept 2025).
✓ Matériaux abondants, coût très bas
✗ Densité plus faible, maturité à prouver
Batteries à flux (Vanadium)
Stockage longue durée (4-12h). Énergie stockée dans des électrolytes liquides. Scalable indépendamment puissance/énergie.
✓ Longue durée, scalable, durée de vie
✗ Efficiency plus faible, encombrement
| Technologie | Densité (Wh/kg) | Cycles | Efficiency | Cost ($/kWh) | Usage |
|---|---|---|---|---|---|
| Li-ion NMC | 150-260 | 1000-2500 | 90-95% | ~128 | EV |
| LFP | 90-120 | 3000-8000 | 92-96% | ~70 | Standard BESS |
| Na-ion | 120-160 | 2000-4000 | 88-92% | ~59 | Emerging |
| Vanadium Flow | 15-25 | 15000+ | 70-80% | 300-500 | Long Duration |
2025 costs. Sources: BNEF 2025, IRENA Technology Brief 2025, NREL ATB 2024.
3 Solaire + Stockage : nouveaux business models
Revenue Stacking (empilement des revenus)
Combiner plusieurs sources de revenus pour maximiser la rentabilité d'un système hybride :
Arbitrage énergie
Acheter/stocker en heures creuses, vendre en pointe
Réserve primaire (FCR)
Frequency regulation réseau, contrats RTE
Capacité
Mécanisme de capacité, garantie de disponibilité
Peak shaving
Réduction puissance souscrite pour les industriels
Configurations hybrides
AC-coupled
Battery connected on AC side via dedicated inverter. More flexible, allows retrofit on existing plants.
DC-coupled
Battery connected on DC side, shares PV inverter. More efficient (fewer conversions), lower cost.
Hybride AC+DC
Combine les deux approches. Optimal pour grands projets utility-scale. Flexibilité maximale.
💡 Trend 2025
Le DC coupling devient le standard pour les nouveaux projets utility-scale PV+BESS.
LCOE des systèmes hybrides PV + Stockage
PV only (utility-scale)
30-45 €/MWh
PV + Batterie (2-4h)
50-80 €/MWh
PV + Batterie (4h+) + Services
Compétitif vs gaz
Point clé : Avec le revenue stacking (arbitrage + FCR + capacité), les projets hybrides atteignent des TRI equity de 10-15%, higher than PV alone.
Source : IRENA 2024, projets US hybrides : LCOE moyen $0.079/kWh (4.5 GW PV + 7.7 GWh stockage)
4 Hydrogène vert : le stockage longue durée
Principle
L'hydrogen vert est produit par électrolyse de l'eau à partir d'électricité renouvelable (solaire, éolien). Il permet de stocker l'énergie sur de longues durées (jours, semaines, saisons).
1. Production solaire
Électricité verte à bas coût
2. Électrolyse
H₂O → H₂ + O₂ (efficiency 60-80%)
3. Stockage / Transport
Compression, liquéfaction, ou conversion (ammoniac)
Économie de l'hydrogen vert
🎯 Facteur clé
Le coût de l'électricité représente 60-70% du coût de l'H₂. Un LCOE solaire bas = H₂ vert compétitif.