Panneaux photovoltaïques énergie solaire

Types de cellules photovoltaïques

Types de cellules photovoltaïques

Les cellules photovoltaïques sont responsables de la conversion du rayonnement solaire en énergie électrique sous forme de courant continu. Les cellules photoélectriques sont un élément indispensable pour ce type d'énergie renouvelable.

Il existe différents types de cellules photoélectriques en fonction de la nature et des caractéristiques des matériaux utilisés. Le type le plus courant est la cellule de silicium cristallin (Si). Ce matériau est découpé en feuilles très minces en forme de disque, monocristallines ou polycristallines, en fonction du processus de fabrication de la barre de silicium.

La première cellule cristalline fabriquée dans le domaine industriel est celle du silicium monocristallin pur. Ces types de cellules solaires ont un bon rendement énergétique, mais ils coûtent plus cher que les autres types. Pour cette raison, ils ont actuellement un niveau d'implémentation modéré.

L'ensemble des cellules photovoltaïques connectées en série forme un panneau solaire. Dans ce cas, un panneau solaire photovoltaïque.

Les cellules solaires monocristallines et polycristallines

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.

Cellules photovoltaïques monocristallines et polycristallines

Dans le procédé de fabrication de silicium polycristallin, le silicium est autorisé à se solidifier lentement dans un moule rectangulaire et on obtient un solide rectangulaire avec de nombreux cristaux, qui se traduit par des cellules polycristallines. Ce type de cellules a un rendement inférieur à celui des cellules monocristallines, mais présente actuellement une forte implantation car son coût économique est inférieur à celui du monocristallin.

Avec moins de mise en œuvre, on peut trouver sur le marché des panneaux photovoltaïques appelés "couche mince". Ceux-ci ne sont pas fabriqués avec des cellules individuelles, mais sous la forme de bandes continues dans lesquelles une couche mince de silicium amorphe (a-Si), 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.

Une caractéristique de ces cellules est que les photons ne se heurtent pas avec les électrons passent à travers eux en raison de sa faible épaisseur, ce qui permet la conception des panneaux avec différentes couches superposées et qui sont appelés tandem (deux couches) ou une liaison triple (trois couches ).

Les cellules avec du silicium amorphe ont un rendement d'environ la moitié des cellules cristallines et, par conséquent, dans la fabrication de cellules en couches minces commencent à utiliser d'autres types de semi-conducteurs, essentiellement selenur de cuivre-indium (CIS ) ou le tellurure de cadmium (CdTe).

Silicium En tant que technologies innovantes dans la fabrication de cellules photovoltaïques, nous soulignerons les cellules dites HIT (Hétérojonction avec couche mince intrinsèque). Ce terme fait référence à une technique basée sur la superposition de couches semi-conductrices de "gap" différents tels que le silicium amorphe associé à des cellules de silicium cristallin ou du tellure de cadmium, etc.

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

Les systèmes de concentration solaire

Une autre des lignes de l'innovation technologique développée ces dernières années est la technique dite de la concentration solaire.

Cette technologie repose sur la concentration du rayonnement solaire sur une petite surface (la cellule photovoltaïque) au moyen d’un concentrateur optique. Par exemple, à travers une lentille de Fresnel (effet de grossissement) ou un réflecteur, tel qu'un simple miroir avec lequel une augmentation significative du rayonnement solaire incident peut être obtenue et, par conséquent, une plus grande efficacité énergétique 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 ne bénéficier que du rayonnement solaire direct. Par conséquent, avec les panneaux de concentration, il est essentiel d'utiliser des systèmes de suivi précis.

Actuellement, le marché propose des panneaux photovoltaïques avec des systèmes de concentrateur font Fresnel et d'autres plates-formes intégrées disco-parabolique dans le même panneau, ce qui peut potentiellement augmenter l'incident de rayonnement sur la cellule jusqu'à 500 fois, et augmente ainsi considérablement la production d'énergie par unité de surface cellulaire.

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Références

Dernier examen: 12 février 2016