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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Filières technologiques
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1. Options et perspectives
La figure 1 illustre bien la stratégie globale des recherches et développement sur le photovoltaïque. Elle fait apparaître les différentes options et les perspectives à moyen et long terme en donnant le rendement de conversion en fonction du coût par m2.
Ainsi, la première génération (I) de cellules solaires utilisant des plaquettes en silicium montées en module est actuellement mature, et les progrès concernent essentiellement la réduction des pertes optiques et électriques, l’amélioration des effets de passivation, la diminution du nombre d’étapes de leur fabrication (via l’automatisation par exemple) et la réduction du coût de la matière première (silicium charge et/ou épaisseur des plaquettes). En dépit du coût du Watt-crête qui a certes bien baissé mais qui reste élevé, plus de 95 % des modules installés sur les champs et les toits utilisent des cellules solaires en silicium cristallin.
Une deuxième génération (II) de capteurs est basée sur les couches minces de matériaux semi-conducteurs simples (silicium amorphe a-Si et polycristallin pc-Si) ou composé (cuivre-indium-gallium-sélénium CIGS), tellure de cadmium CdTe, organiques à base de polymères ou de petites molécules, hybrides à colorants DSSC ou à base de perovskite). Des progrès importants ont été observés ces dernières années tant sur le plan du rendement de conversion que sur la fiabilité, accompagnés par le développement d’équipements appropriés à cette filière. Compte tenu du peu de matière utilisée et des technologies associées, le coût rendement/puissance généré est fortement orienté vers la baisse (< 0,4 €/W) par rapport à la filière dominante mais une recherche innovante associée à un développement industriel est encore nécessaire pour que ces technologies débouchent commercialement.
En augmentant drastiquement le rendement, la troisième génération...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(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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(4) - GREEN (M.A.), WANG (A.), ZHENG (G.F.), ZHANG (Z.), WENHAM (S.R.), ZHAO (J.), SHI[nbsp ](Z.), HONSBERG (C.B.) - Proc. 12th EC PVSEC Amsterdam, p. 776 - (1994).
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(5) - AUTHIER (B.H.) - German Patent (DOS), n° 25 0883 - (1975).
-
(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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