Bibliographie & annexes
Présentation
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, université de Strasbourg, Illkirch-Graffenstaden, France
INTRODUCTION
La conversion directe de la lumière du soleil en électricité grâce au photovoltaïque (PV) a déjà franchi le seuil de rentabilité économique par rapport aux autres sources de production d’électricité, et ce dans plusieurs régions du monde. Ceci a pu avoir lieu à cause de la conjugaison de plusieurs facteurs : un progrès technique important aux niveaux des matériaux et des composants permettant d’augmenter les rendements de conversion à des valeurs proches des limites théoriques, une demande très forte de panneaux photovoltaïques justifiée par une volonté mondiale de réduction des émissions de CO2, et enfin des investissements colossaux dans les usines de production des semi-conducteurs, et en particulier du silicium, et de fabrication de cellules et modules. Par ailleurs, alors même que la cellule photovoltaïque en fonctionnement produit de l’électricité sans aucun rejet dans l’atmosphère, beaucoup de procédés actuels de fabrication mettent en jeu trop de matériaux critiques (métaux nobles, Pb…) ou des opérations qui nécessitent l’usage de produits chimiques, des gaz toxiques et des traitements énergivores.
Cet article présente les différentes filières d’élaboration du dispositif photovoltaïque en se concentrant sur les matériaux utilisés et les technologies associées. Les procédés de fabrication des composants photovoltaïques, fortement liés aux matériaux absorbants le rayonnement (semi-conducteurs inorganiques, polymères…) pour la conversion seront détaillés et plusieurs verrous d’ordres technologiques et écologiques restant encore à lever seront mentionnés. Les rendements de conversion actuels et potentiels des composants photovoltaïques seront présentés et commentés.
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 archivée 4 de nov. 2019 par Abdelilah SLAOUI
DOI (Digital Object Identifier)
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Sigles, notations et symboles4. Glossaire
Bande interdite ; band gap
Le terme de gap apparaît dans le cadre de la physique des semi-conducteurs lorsqu‘on considère la bande de valence et la bande de conduction de ceux-ci. Entre les deux bandes se trouve un intervalle d’énergie dans lequel un porteur de charge ne peut pas se retrouver : il s’agit d’une bande interdite. L’intervalle d’énergie entre les deux bandes est ce qu’on appelle le gap.
Silicium multicristallin ; multicrystalline silicon
Plaquette en silicium constituée de plusieurs grains de quelques millimètres à quelques centimètres en taille.
Hétérojonction ; heterojunction
Jonction constituée de deux matériaux de propriétés structurales différentes. Par exemple du silicium amorphe sur du silicium cristallin, ou de l’arsenure de gallium sur du germanium.
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GOETZBERGER (A.), LUTHER (J.), WILLEKE(G.) - Proc. 12th Int’I PVSEC Conf., Jeju, Korea - , p. 5 (2001).
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(6) - TAGUCHI (M.) et al - HIT cells-high efficiency crystalline Si cells with novel structure. - Prog....
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)
Journées nationales de l’Énergie solaire (JNES)
HAUT DE PAGE
http://www.photovoltaique.info/Normes-et-guides-des-circuits.html
...
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