Cellule photovoltaïque
Composant semi-conducteur, en général une plaquette de silicium dopé munie de contacts métalliques, qui convertit directement la lumière du soleil en courant continu par effet photovoltaïque.
La cellule photovoltaïque est l’unité de base d’un module. Les cellules commerciales sont découpées dans des plaquettes de silicium, aujourd’hui surtout aux formats M10 (182 mm) et G12 (210 mm), puis généralement coupées au laser en demi-cellules ou en tiers de cellule pour réduire les pertes résistives. Une cellule silicium produit une tension de circuit ouvert d’environ 0,65–0,75 V : un module en relie donc en série l’équivalent de 54 à 72 cellules entières.
Ici, G est l’éclairement (1 000 W/m² aux STC), A la surface de la cellule et FF le facteur de forme, en général de 0,80–0,85 pour de bonnes cellules silicium. D’après la feuille de route ITRPV, les rendements des cellules produites en masse en 2024–2025 tournaient autour de 23 % pour la technologie PERC et de 24,5–26 % pour la TOPCon et l’hétérojonction. Les records de laboratoire pour le silicium dépassent 27 % (cellules à contacts arrière, LONGi 2024–2025), près de la limite théorique du silicium d’environ 29,4 %.
Le rendement d’un module est inférieur de 1–3 points à celui des cellules, à cause des espaces entre cellules, de la surface du cadre et des pertes optiques dans le verre et l’encapsulant.
Termes associés
Tous les termes →- Effet photovoltaïque
Apparition d’une tension et d’un courant électrique dans une jonction semi-conductrice lorsqu’elle absorbe des photons d’énergie supérieure à la bande interdite du matériau.
- Silicium monocristallin
Silicium cristallisé en un seul cristal continu, le plus souvent par la méthode Czochralski ; c’est le type de plaquette le plus performant et aujourd’hui dominant en photovoltaïque.
- PERC (cellule à émetteur et face arrière passivés)
Architecture de cellule silicium qui ajoute une couche diélectrique de passivation sur la face arrière, ce qui réduit les recombinaisons et renvoie la lumière dans la cellule.
- TOPCon
Tunnel Oxide Passivated Contact : cellule silicium de type n dont la face arrière utilise un oxyde ultramince et une couche de polysilicium dopé pour extraire le courant avec un minimum de recombinaisons.
- Cellule solaire à hétérojonction (HJT)
Cellule qui enserre une plaquette de silicium cristallin de type n entre des couches ultraminces de silicium amorphe, ce qui donne une tension très élevée et un faible coefficient de température.
- Kilowatt-crête (kWc, kWp)
Puissance DC nominale d’un module ou d’un champ photovoltaïque aux conditions standard de test ; l’unité conventionnelle de la puissance solaire installée.