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Panneaux photovoltaïques énergie solaire

Quels sont les types de cellules photovoltaïques?

Les principaux types de cellules photovoltaïques sont les suivants:

Quels sont les types de cellules photovoltaïques?
  • Cellules de silicium monocristallin (M-Si). Il se compose d'un seul cristal de silicium avec une structure très uniforme. Il garantit des performances supérieures à celles des autres technologies car les atomes de silicium sont parfaitement alignés, facilitant ainsi la conductivité. 
  • Cellules solaires en silicium polycristallin (P-Si). Il est composé de nombreux cristaux de silicium. Ils sont moins chers mais ont des performances inférieures.
  • Cellules à couche mince. Il est obtenu en déposant plusieurs couches de matériau photovoltaïque sur une base. En ce qui concerne les lentilles cristallines, il est plus facile à fabriquer, mais il a une performance inférieure.
    • Cellules solaires sensibilisées aux colorants (DSC) et autres cellules solaires organiques.
    • Cuivre indien gallium et sélénium (CIS ou CIGS)
    • Tellurure de cadmium (CdTe)
    • Silicium amorphe (a-Si) et autres silicones à couches minces (TF-Si)

Les différents types de cellules photoélectriques dépendent de la nature et des caractéristiques des matériaux utilisés. Le type le plus courant est la cellule en silicium cristallin (Si). Ce matériau est découpé en feuilles très fines en forme de disque, monocristallines ou polycristallines, selon le procédé de fabrication de la barre de silicium.

La première cellule cristalline à être fabriquée dans le domaine industriel est celle du silicium monocristallin pur. Ces types de cellules solaires ont une bonne performance énergétique, mais ont un coût plus élevé que les autres types. Pour cette raison, ils ont actuellement un niveau de mise en œuvre modéré.

Les cellules solaires sont responsables de la conversion du rayonnement solaire en électricité sous forme de courant continu. Les cellules photoélectriques sont un élément indispensable pour ce type d' énergie renouvelable. L'ensemble des cellules photovoltaïques connectées en série forme un panneau solaire. Dans ce cas, un panneau solaire photovoltaïque.

Quelles sont les caractéristiques des cellules de monocrsitaline?

Les cellules solaires monocristallines ont généralement une forme carrée, avec des coins arrondis. Autrefois, ils avaient une forme circulaire. Cela est dû au processus de croissance du cristal de silicium monocristallin qui a une forme cylindrique.

Ce sont les caractéristiques les plus remarquables de la cellule monocristalline:

  • Le processus de chauffage est plus lent.
  • Son processus de fabrication est plus coûteux en énergie.
  • Il est plus efficace que les autres types de cellules solaires.
  • Le processus de fabrication est plus long.

Cellules photovoltaïques monocristallines et polycristallines

Que sont les cellules solaires polycristallines?

Dans le processus de fabrication du silicium polycristallin, le silicium peut se solidifier lentement dans un moule rectangulaire et un solide rectangulaire avec de nombreux cristaux est obtenu, résultant en des cellules polycristallines.

Performances

Ces types de cellules ont une performance inférieure à celle des monocristallins, mais actuellement ils ont une forte implantation car ils ont un coût économique inférieur à celui des monocristallins.

Que sont les cellules solaires en couches minces?

Avec moins d'implémentation, on peut trouver sur le marché des panneaux photovoltaïques appelés "couches minces". Ceux-ci ne sont pas fabriqués avec des cellules individuelles, mais sous forme de bandes continues dans lesquelles une fine couche de silicium amorphe (a-Si), de 1 ou 2 microns d'épaisseur, est déposée sur un substrat approprié (verre ou résines synthétiques), panneau continu qui n'a pas besoin d'interconnexions intérieures.

La gamme d'épaisseur de cette couche est très large et varie de quelques nanomètres à des dizaines de micromètres.

Une caractéristique de ces cellules est que les photons qui n'entrent en collision avec aucun électron les traversent grâce à leur faible épaisseur, ce qui permet de concevoir des panneaux avec différentes couches qui se chevauchent et qui sont appelés tandem (deux couches) ou triple jonction (trois couches) .

L'un des types de couches de rangées est la cellule avec du silicium amorphe. Les cellules avec du silicium amorphe ont un rendement d'environ la moitié de celui des cellules cristallines et, par conséquent, dans la fabrication de cellules à couches minces, d'autres types de semi-conducteurs commencent à être utilisés, essentiellement du cuivre et du sélénur d'indium (CIS) ou tellurure de cadmium (CdTe).

Quels sont les types de cellules solaires à couches minces?

Beaucoup de matériaux photovoltaïques sont fabriqués avec différentes méthodes de dépôt sur une variété de substrats. Les cellules solaires à couches minces sont généralement classées en fonction du matériau photovoltaïque utilisé:

  • Cellules solaires sensibilisées aux colorants (DSC) et autres cellules solaires organiques.
  • Cuivre indien gallium et sélénium (CIS ou CIGS)
  • Tellurure de cadmium (CdTe)
  • Silicium amorphe (a-Si) et autres silicones à couches minces (TF-Si)

Quels autres types de technologies existe-t-il?

SiliciumEn tant que technologies innovantes dans la fabrication de cellules photovoltaïques, nous mettrons en avant ce que l'on appelle les "cellules HIT" (Hétérojonction avec couche mince intrinsèque). Ce terme fait référence à une technique basée sur la superposition de couches semi-conductrices de différents "gap" tels que le silicium amorphe combiné avec des cellules de silicium cristallin ou du tellurure de cadmium, etc.

Cela améliore l'efficacité énergétique des cellules solaires et élargit le spectre du rayonnement solaire utilisable, car chacun des semi-conducteurs est particulièrement sensible à certaines des bandes du spectre électromagnétique.

À quoi servent les systèmes de concentration solaire?

Une autre ligne d'innovation technologique développée ces dernières années est la technique dite de concentration solaire, qui permet d'améliorer l'utilisation des énergies renouvelables par mètre carré de panneau photovoltaïque.

Cette technologie est basée sur la concentration du rayonnement solaire sur une petite surface (la cellule photovoltaïque) à l'aide d'un concentrateur optique.

Par exemple, à travers une lentille de Fresnel (effet loupe) ou un réflecteur, tel qu'un simple miroir avec lequel une augmentation significative du rayonnement solaire incident peut être obtenue et, par conséquent, une efficacité énergétique plus élevée du système. Cette technique est également connue sous le nom de four solaire.

Dans tous les cas, les systèmes de concentration ont l'inconvénient de profiter presque exclusivement du rayonnement solaire direct. Par conséquent, avec les panneaux de concentration, il est essentiel d'utiliser des systèmes de surveillance précis.

Actuellement, le marché propose certains panneaux photovoltaïques avec des systèmes de concentrateur de Fresnel ponctuels et d'autres concentrateurs disc-paraboliques intégrés dans le même panneau, ce qui peut augmenter le rayonnement incident dans la cellule jusqu'à 500 fois, et ainsi augmenter considérablement la production. énergie par unité de surface cellulaire.

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Références

Dernier examen: 28 mars 2020