Le bore (B) est une substance utilisée comme dopant dans les matériaux des cellules solaires. Réagissant avec le silicium lors de la fabrication, sa présence dans les panneaux solaires est essentielle. Il modifie alors la structure atomique du silicium, ce qui permet la production d'électricité. L'électricité est générée par le mouvement des électrons en excès produits par cette réaction.
Comment le bore est-il utilisé ?
D'après les recherches, l'ajout de seulement 1 % de bore aux semi-conducteurs à base de silicium leur permet d'absorber jusqu'à 10 % de lumière en plus . Cela signifie qu'ils sont plus performants dans les zones faiblement éclairées ou par temps couvert, lorsque l'ensoleillement est réduit.
Le bore (B) contribue à une utilisation optimale de l'énergie solaire dans les centrales photovoltaïques. En limitant la destruction de la matière organique, comme les algues et le plancton , qui vit dans les lacs et les océans proches des parcs solaires, le bore est également bénéfique pour l'environnement. En tant que bioproduits, ces matières organiques peuvent être protégées par le bore, qui absorbe la chaleur avant de la libérer dans l'atmosphère.
Qu'est-ce que le dopage au bore dans les panneaux solaires ?
Du fait de ses applications potentielles dans les cellules solaires, le dopage du silicium au bore suscite un intérêt croissant ces dernières années. Pour former une couche p+, le bore est introduit dans une zone de type p d'un matériau semi-conducteur tel que le silicium ou l'arséniure de gallium. L'ajout de bore réduit la largeur de la bande interdite du matériau semi-conducteur , ce qui diminue la résistance du dispositif et, par conséquent, augmente le courant qui le traverse.
Afin de créer un niveau donneur profond, du bore (B) peut également être ajouté aux régions de type n. À ce niveau, les électrons piégés se transforment en ions chargés négativement. Ces charges négatives minimisent les pertes par recombinaison en perforant les autres composants du dispositif.
Ces dernières années, le prix des énergies renouvelables a chuté rapidement. L'environnement et notre pouvoir d'achat bénéficient grandement du fait que l'énergie éolienne et solaire soient désormais compétitives par rapport aux énergies fossiles. Cependant, il reste encore beaucoup de travail à accomplir sur les cellules solaires. Les cellules à base de bore constituent un type de cellule prometteur dans ce domaine.
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Comment le bore affecte-t-il les cellules solaires ?
Les cellules solaires alimentées au bore présentent un meilleur rendement de conversion que celles en silicium. Cela s'explique par leur capacité à absorber plus efficacement la lumière faible que les matériaux photovoltaïques conventionnels (silicium).
Le bore absorbe mieux les photons que le silicium car il peut transférer des électrons entre atomes par vibrations de résonance. De plus, les cellules solaires à base de bore présentent un taux de conversion supérieur à celui des panneaux solaires classiques à base de silicium , ce qui les rend plus performantes.
La première étape pour accroître l'efficacité d'une cellule solaire consiste à améliorer ses matériaux. Les semi-conducteurs à large bande interdite sont les meilleurs. Ils ont la capacité de transformer une grande quantité de lumière en électrons.
La largeur de bande interdite du matériau peut être modifiée afin d'accroître le rendement des cellules solaires. De plus, les cellules solaires en silicium les plus performantes peuvent atteindre un rendement de 40 % . L'utilisation de silicium monocristallin permet de produire ces cellules à moindre coût.
