QUELQUES INFORMATIONS
TECHNIQUES
Qu'est-ce qu'une cellule photovoltaïque ?
Une cellule photovoltaïque est un composant électronique qui exposé à la lumière (photons), génère une tension électrique (volt) (cet effet est appelé l'effet photovoltaïque). Le courant obtenu est un courant continu et la tension obtenue est de l'ordre de 0,5 V.Les cellules photovoltaïques sont constituées de semi- conducteurs à base de silicium (Si), de sulfure de cadmium(CdS) ou de tellure de cadmium (CdTe). Elles se présentent sous la forme de deux fines plaques en contact étroit.
Ce semi-conducteur est pris en sandwich entre deux électrodes métalliques et le tout est protégé par une vitre en face avant.
Technique de fabrication
Le silicium est actuellement le matériau le plus utilisé pour fabriquer les cellules photovoltaïques disponibles à un niveau industriel. Divers traitements du sable permettent de purifier le silicium qui est alors chauffé et réduit dans un four. Le produit obtenu est un silicium dit métallurgique, pur à 98% seulement. Ce silicium est ensuite purifié chimiquement et aboutit au silicium de qualité électronique qui se présente sous forme liquide. Par la suite, ce silicium pur va être enrichi en éléments dopant (P, As, Sb ou B) lors de l'étape de dopage, afin de pouvoir le transformer en semi-conducteur de type P ou N.La production des cellules photovoltaïques nécessite de l'énergie, et on estime qu'une cellule photovoltaïque doit fonctionner pendant plus de dix ans pour produire l'énergie qui a été nécessaire à sa fabrication.
Les techniques de fabrication et les caractéristiques des principaux types de cellule sont décrits dans les 3 paragraphes suivants. Il existe d'autres types de cellule actuellement à l'étude, mais leur utilisation est pratiquement négligeable actuellement.
Cellule en silicium amorphe
Le silicium n'est pas cristallisé, il est déposé sur une feuille de verre. C'est la cellule des calculatrices et des montres dites "solaires".avantages :
fonctionnent avec un éclairement faible (même par temps couvert ou à l'intérieur d'un bâtiment),
moins chères que les autres.
inconvénients :
rendement faible en plein soleil (environ 6%),
performances qui diminuent sensiblement avec le temps
Cellule en silicium monocristallin
Lors du refroidissement, le silicium fondu se solidifie en ne formant qu'un seul cristal de grande dimension. On découpe ensuite le cristal en fines tranches qui donneront les cellules. Ces cellules sont en général d'un bleu uniforme.avantage :
bon rendement (15%).
inconvénients :
coût élevé,
rendement faible sous un faible éclairement.
Cellule en silicium polycristallin
Pendant le refroidissement du silicium, il se forme plusieurs cristaux. Ce genre de cellule est également bleue, mais pas uniforme, on distingue des motifs créés par les différents cristaux.avantages :
bon rendement (13%), mais cependant moins bon que pour le monocristallin,
moins cher que le monocristallin.
inconvénient :
les mêmes que le monocristallin.
Ce sont les cellules les plus utilisées pour la production électrique (meilleur rapport qualité-prix).
Cellule tandem
Empilement monolithique de deux cellules simples. En combinant deux cellules (couche mince de silicium amorphe sur silicium cristallin) absorbant dans des domaines spectraux se chevauchant, on améliore le rendement théorique par rapport à des cellules simples distinctes, qu'elles soient amorphes, cristallines ou microcristallines.avantages :
sensibilité élevée sur une large plage de longueur d'onde. Bon rendement
inconvénient :
source : Wikipédia
