Dans un module photovoltaïque, une cellule solaire joue le rôle d'un 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 les panneaux solaires et les réseaux solaires , qui permettent de générer une quantité importante d'énergie électrique 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 obtenues par découpe de gros lingots cultivés dans des laboratoires aux conditions d'hygiène irréprochables ; l'ensemble du processus peut prendre jusqu'à un mois. Les lingots peuvent être monocristallins (monocristallins ou mono-Si) ou composés de plusieurs cristaux (polycristallins, multi-Si ou polyc-Si).
2. Cellules solaires de 2e génération
Les cellules solaires classiques sont des plaquettes relativement minces, 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, environ 100 fois plus minces, avec une épaisseur de quelques micromètres ou millionièmes de mètre.
Bien que certaines de ces cellules soient encore 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 de présenter 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 technologies de cellules solaires les plus récentes combinent les avantages des cellules de première et de deuxième génération. À l'instar des cellules de première génération, elles présentent des rendements relativement élevés, atteignant 30 % ou plus. Cependant, comme les cellules de deuxième génération, elles sont plus souvent fabriquées à partir de matériaux autres que le silicium conventionnel. Parmi ces matériaux figurent le silicium amorphe, les polymères organiques, les cristaux de pérovskite et présentent des jonctions multiples.
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