Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Dans cet article, on s'intéresse aux différentes filières d'élaboration du dispositif photovoltaïque: tout d'abord , les avantages et les inconvénients de la première génération de cellules à base de silicium cristallin,principalement monocristallin et multicristallin; ensuite, les propriétés des cellules inorganiques en couches minces, à base de silicium ou d’autres éléments ; et enfin les concepts avancés pour atteindre des très hauts rendements. Le dernier paragraphe est consacré à l’état actuel du marché photovoltaïque en termes de production de modules et de leurs coûts et à la place de l’énergie photovoltaïque dans le portfolio de production mondiale de l’énergie.
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This manuscript [BE 8579] reviews the development of potential materials and associated technologies for photovoltaic applications. We start by the advantages and disadvantages of the first generation of solar cells based on crystalline silicon materials, namely monocrystalline and polycrystallin. Then we discuss the properties of thin films based solar cells, inorganic materials such as CIGS and CdTe, organic materials (polymers and small molecules) or hybrid materials (DSSC, Perovskites). We will also briefly describe the advanced concepts which enable to achieve very high efficiencies. The last paragraph is devoted to the current status of the photovoltaic market in terms of module production and related costs. Finally, we discuss the role of photovoltaic energy as part of the global energy mix.
Auteur(s)
-
Abdelilah SLAOUI : Directeur de recherche CNRS Laboratoire des sciences de l’ingénieur, de l’informatique et de l’imagerie, ICUBE, CNRS et Université de Strasbourg
INTRODUCTION
La croissance constante de la demande en énergie et les limitations des ressources d’énergie fossiles, associées au réchauffement climatique annoncé, ont été depuis longtemps des facteurs très motivants pour le développement des cellules photovoltaïques les plus performantes et pour trouver des procédés innovants permettant de réduire drastiquement les coûts de fabrication.
Cet article fait suite à l’article [BE 8 578] sur les principes de la conversion photovoltaïque.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
solar modules | solar cells | optoelectronics
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 2007 par Jean-Claude MULLER
- Version archivée 2 de janv. 2013 par Abdelilah SLAOUI
- Version archivée 3 de avr. 2016 par Abdelilah SLAOUI
- Version courante de nov. 2024 par Abdelilah SLAOUI
DOI (Digital Object Identifier)
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Marché du photovoltaïque
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2. Filières technologiques
2.1 Première génération : filière silicium en plaquettes
Près de 90 % des cellules sont à base de silicium cristallin, mono et multi (figure 3).
Le silicium est l’un des éléments les plus abondants sur terre, parfaitement stable thermiquement et chimiquement, en plus de ne pas être toxique. À l’avenir d’autres matériaux contribueront à l’augmentation de la gamme des produits photovoltaïque disponibles et stimuleront ce marché très prometteur. Aujourd’hui, plusieurs sont au stade préindustriel, au niveau de la recherche ou encore à la validation du concept.
HAUT DE PAGE2.1.1 Matière première de silicium
À la base de toute l’industrie électronique moderne, le silicium est obtenu par réduction de la silice dans un four électrique à arc à plus de 200 °C. On obtient ainsi un matériau dit « métallurgique », dont la pureté est d’environ 98 %. Ce produit est purifié par chlorination à 300 °C, ce qui donne du silicium sous forme gazeuse (trichlorosilane ou silane). Après pyrolyse et réduction par de l’hydrogène à 1 100 °C, le matériau obtenu est sous la forme d’une poudre de haute pureté ; les traces d’impuretés résiduelles dans cette poudre sont inférieures au ppm masse. Il sert alors de produit de départ pour la croissance de lingots, qui sont utilisés dans les industries de la microélectronique et photovoltaïque et dans lesquels sont découpées les plaquettes. Cette matière première coûte de plus en plus cher en raison de la forte augmentation de la demande. De ce fait, de grands groupes chimiques se sont préoccupés assez tôt de développer un matériau de qualité solaire avec des techniques de purification simplifiées.
HAUT DE PAGE2.1.2 Silicium monocristallin (mono c-Si)
Il est possible d’obtenir des monocristaux par la méthode Czochralski (Cz), qui consiste à tirer un cristal parfaitement...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GOETZBERGER (A.), LUTHER (J.), WILLEKE[nbsp ](G.) - Proc. 12th Int’I PVSEC Conf., Jeju, Korea - , p. 5 (2001).
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(2) - World Energy Outlook 2018 - International energy agency - , ISBN 978-92-64-12413-4 (2011).
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(3) - WOLDEN (C.A.) et al - J. Vac. Sci. Technol., A29, p. 3 - (2011).
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(6) - FALLY (J.), GUIGNOT (D.), GOEFFRON (L.) - Proc. 7th EC PVSEC, Sevilla, p. 754 - (1986).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (EU/PVSEC) http://www.photovoltaic-conference.com
IEEE Photovoltaic Specialist Conference (IEEE PVS) http://www.ieee-pvsc.org
European Materials Research Society Conference (E-MRS)
Journées Nationales sur le Photovoltaïque (JNPV)
HAUT DE PAGE
http://www.photovoltaique.info/Normes-et-guides-des-circuits.html
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