Dans un module PV, une cellule solaire sert d'élément semi-conducteur crucial responsable de la conversion rapide de la lumière en énergie électrique, produisant une tension et un courant continus.
Les cellules solaires en silicium sont construites en connectant des atomes de silicium pour former un réseau cristallin, fournissant un cadre bien structuré qui améliore l'efficacité de la conversion de la lumière en électricité.
Les cellules solaires, également appelées cellules photovoltaïques, sont principalement conçues pour convertir la lumière en électricité. Bien qu'elles ne soient généralement pas utilisées pour détecter d'autres rayonnements électromagnétiques ni pour mesurer l'intensité lumineuse, leur fonction première est de produire de l'énergie électrique à partir du rayonnement solaire.
Les cellules solaires sont généralement regroupées pour créer des modules solaires, et ces modules sont ensuite combinés pour former des unités plus grandes comme des panneaux solaires et des panneaux solaires, qui permettent de produire une énergie électrique importante à partir de la lumière du soleil.
Types de cellules solaires
Il existe trois types distincts de cellules solaires, chacune possédant des caractéristiques uniques.
1. Cellules solaires de 1ère génération
Environ 90 % des cellules solaires mondiales sont fabriquées à partir de plaquettes de silicium cristallin (c-Si). Ces plaquettes sont obtenu en découpant de gros lingots cultivés dans des laboratoires méticuleusement propres, le processus complet pouvant prendre jusqu'à un mois. Les lingots peuvent être forme de monocristaux, appelés monocristallins ou mono-Si, ou ils peuvent être constitués de plusieurs cristaux, appelés polycristallins, multi-Si ou poly c-Si.
2. Cellules solaires de 2e génération
Les cellules solaires classiques sont des plaquettes relativement fines, mesurant généralement une fraction de millimètre d'épaisseur (environ 200 micromètres ou 200 μm). Cependant, les cellules de deuxième génération, également appelées cellules solaires à couches minces ou cellules photovoltaïques à couches minces, sont incroyablement minces, étant environ 100 fois plus minces encore, avec une profondeur de plusieurs micromètres ou millionièmes de mètre.
Bien que certaines de ces cellules soient toujours fabriquées à partir de silicium, elles utilisent une forme différente appelée silicium amorphe (a-Si), où les atomes sont disposés de manière aléatoire au lieu d'avoir une structure cristalline régulière. De plus, d'autres matériaux tels que le tellurure de cadmium et le diséléniure de cuivre, d'indium et de gallium sont également utilisés pour fabriquer des cellules solaires de deuxième génération.
3. Cellules solaires de 3e génération
Les dernières technologies de cellules solaires combinent les caractéristiques avantageuses des cellules de première et de deuxième génération. Similaires aux cellules de première génération, elles présentent un rendement relativement élevé, atteignant 30 % ou plus. Cependant, comme les cellules de deuxième génération, elles sont plus susceptibles d'être fabriquées avec des matériaux autres que le silicium conventionnel. Ces matériaux comprennent le silicium amorphe, les polymères organiques, cristaux de pérovskite, et comportent plusieurs jonctions.
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