Photovoltaïque en couches minces
Technologies photovoltaïques qui déposent des couches absorbantes de quelques micromètres seulement sur du verre, du métal ou du plastique, principalement le tellurure de cadmium, le CIGS et le silicium amorphe.
Les cellules en couches minces utilisent des absorbeurs à bande interdite directe qui captent la lumière dans des couches de 1–5 µm, environ cent fois plus fines qu’une plaquette de silicium. Les couches sont déposées en phase vapeur ou par pulvérisation cathodique sur des plaques de verre entières, et une gravure laser crée des connexions série monolithiques.
- CdTe (tellurure de cadmium) : la seule couche mince produite à grande échelle, First Solar en tête. Les modules commerciaux atteignent environ 19–20 % ; le record en laboratoire pour une cellule avoisine 23 %.
- CIGS (cuivre, indium, gallium, sélénium) : cellules de laboratoire à environ 23,6 %, modules commerciaux à 14–18 % ; utilisé dans les produits souples.
- Silicium amorphe : modules de 6–9 %, aujourd’hui surtout dans l’électronique grand public.
Les couches minces représentaient environ 4–5 % de la production photovoltaïque mondiale au début des années 2020 (Fraunhofer ISE, Photovoltaics Report). Leurs atouts : un coefficient de température plus faible (CdTe environ −0,28 à −0,32 %/°C), de bonnes performances en lumière diffuse et par forte chaleur, une faible énergie grise et un temps de retour énergétique court, souvent moins d’un an dans les régions ensoleillées. Leurs faiblesses : un rendement plus faible, qui alourdit les coûts liés à la surface (structures, câblage, foncier), et des inquiétudes sur l’approvisionnement en tellure et en indium. Les pérovskites forment une nouvelle famille de couches minces.
Termes associés
Tous les termes →- Cellule solaire pérovskite
Cellule solaire dont l’absorbeur est un halogénure métallique à structure cristalline pérovskite, avec une bande interdite ajustable, une fabrication peu coûteuse et des progrès de rendement très rapides.
- 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.
- Coefficient de température
Variation en pourcentage de la puissance, de la tension ou du courant d’un module photovoltaïque par degré Celsius d’écart de la température de cellule par rapport à 25 °C.
- Temps de retour énergétique (EPBT)
Durée pendant laquelle un système énergétique doit fonctionner pour produire autant d’énergie qu’il en a fallu pour le fabriquer, l’installer et le démanteler.
- Émissions sur le cycle de vie
Émissions totales de gaz à effet de serre d’un produit ou d’une source d’électricité sur toute sa vie, de l’extraction des matières premières et de la fabrication jusqu’à l’exploitation et au démantèlement.