Indispensables au fonctionnement des panneaux solaires photovoltaïques, les cellules photovoltaïques permettent de capter les calories. Il en existe plusieurs sortes.
Cellule photovoltaïque, son rôle
La cellule photovoltaïque, composant électronique, est composée d’un élément très important, un matériau semi-conducteur qui permet d’absorber les calories du soleil. Cette cellule est également capable de transformer l’énergie solaire en courant électrique. Une cellule produit, seule, entre 1 et 3 Watts et une tension de moins d’1 volt.
Afin d’optimiser leur production, les cellules photovoltaïques sont regroupés et composent un module solaire. Les cellules sont même connectées entre elles afin d’obtenir un meilleur courant.
Pour un fonctionnement optimal des cellules photovoltaïques, un ensoleillement important.
Il existe plusieurs types de cellules photovoltaïques ayant chacune leurs caractéristiques. Mais, toutes ont une fonction unique : capter les calories du soleil et produire du courant électrique.
Les cellules solaires multi-jonction
Les cellules multi-jonction sont constituées à partir de différentes couches minces, ce qui optimise le travail d’absorption des calories solaires, puisées plus largement, et ce qui permet un meilleur rendement et une plus grande production.
Ce type de cellules n’est pas vendu à des fins commerciales et reste utilisée dans le domaine spatial. Et pour cause, les techniques d’exploitation sont très complexes. On parle de jet moléculaire ou d’épitaxie !
Les cellules en silicium monocristallin
Le silicium est fait partie de ce que l’on qualifie de matériaux semi-conducteurs. Pour lui donner ces propriétés, le silicium est d’abord fondu puis on le laisse se refroidir. Ce qui le solidifie et le transforme en cristal à part entière.
Puis, ce cristal fraîchement né est découpé en tranches fines et cela donne des cellules en silicium monocristallin de teinte bleue.
Ces cellules photovoltaïques possèdent un très bon rendement, en moyenne 150 Wc/m² et leur résistance est de trois décennies. Mais, encore une fois, son rendement dépend de la force de l’ensoleillement.
Les cellules en silicium polycristallin
Le silicium intervient encore une fois dans la création des cellules en silicium polycristallin, appelée cellule en silicium multicristallin.
Durant la phase de refroidissement, le silicium se développe sous la forme de plusieurs cristaux cette fois-ci, de teinte bleue mais enrichis de motifs. Ceci donne naissant aux cellules en silicium polycristallin de forme carrée permettant d’être mieux réparties pour former le module solaire photovoltaïque.
Le rendement de ces cellules est bon, en moyenne 100 Wc/m² mais il est de moindre importance par rapport aux cellules monocristallines. Comme sa consœur, le rendement sera plus efficace sous un bon ensoleillement.
Les cellules sans silicium en couche mince
Les cellules sans silicium en couche mince sont des cellules solaires dernière génération appelées aussi semi conducteur CIS.
Constituées de films minces pareils à des films de type cuivre-indium-sélénium (CIS) utilisés comme semi-conducteurs.
Seul bémol, ces matières premières servant à fabriquer ces cellules solaires sont, pour certaines, plus difficiles à trouver comme c’est le cas de l’indium.
Ce type de cellules permet d’avoir de bons rendements et de ne pas dépendre du silicium.
Cellule silicium amorphe en couche mince
Le silicium est exploité pour la mise au point des cellules amorphes en couche mince. Lors de sa transformation, ce matériau semi-conducteur dégage un gaz projeté sur une feuille de verre, ce qui donne naissance à une cellule de couleur gris foncé ou marron.
Ce type de cellule est intégré à la fabrication des calculatrices et montres solaires.
Les cellules en silicium amorphes en couche mince peuvent être productives sans pour autant avoir besoin d’un fort ensoleillement. Bien entendu, cela a un prix et leur rendement n’en sera que faible en plein soleil, soit 60 Wc/m².
Conséquence, ce type de cellules en couche mince doit avoir une surface plus importante pour atteindre les mêmes rendements que les cellules en couche épaisse.
Enfin, leur durée de vie est d’une décennie en moyenne, peu par rapport aux autres cellules composées de silicium.
Les cellules tandem
Les cellules tandem sont obtenues à partir de deux cellules simples empilées l’une sur l’autre, par exemple, une couche mince de silicium amorphe empilée sur une couche silicium cristallin.
Ce tandem est censée optimiser le rendement comparé à celui produit par des cellules simples seules et ce qu’elles que soient leur caractéristiques, amorphes, cristallines ou micro-cristallines.