Types de cellules solaires photovoltaïques

La cellule photovoltaïque est composée d’un matériau semi-conducteur qui absorbe l’énergie lumineuse et la transforme directement en courant électrique.

Il existe plusieurs types de cellules photovoltaïques. 

Cellule individuelle 

Une cellule individuelle, ne produit qu’une très faible puissance électrique, typiquement de 1 à 3 W avec une tension de moins d’un volt. Pour produire plus de puissance, les cellules sont assemblées pour former un module (ou panneau). 

Les connections en série de plusieurs cellules augmentent la tension pour un même courant, tandis que la mise en parallèle accroît le courant en conservant la tension. Le courant de sortie, et donc la puissance, sera proportionnelle à la surface du module.

+ Haute fiabilité, pas de pièce mobile

+ Entretien réduit, peu ou pas de coût de fonctionnement

- Coût de fabrication élevé

- Fonctionnement par intermittence, dépend de l’ensoleillement

- Rendement faible

Cellules multi-jonction 

Les cellules multi-jonction sont composées de différentes couches qui permettent de convertir différentes parties du spectre solaire et ainsi d’obtenir les meilleurs rendements de conversion.

+ Rendement inégalé

- Pas d’application commerciale

Cellule en silicium monocristallin

Lors du refroidissement, le silicium fondu se solidifie en ne formant qu’un seul cristal de grande dimension. On découpe ensuite le cristal en fines tranches qui donneront les cellules. Ces cellules sont en général d’un bleu uniforme.

+ Très bon rendement (environ 150 Wc/m²)

+ Durée de vie importante (+/- 30 ans)

- Coût élevé

- Rendement faible sous un faible éclairement

Cellule en silicium polycristallin

Pendant le refroidissement du silicium, il se forme plusieurs cristaux. Ce genre de cellule est également bleu, mais pas uniforme, on distingue des motifs créés par les différents cristaux.

+ Bon rendement (environ 100 Wc/m²)

+ Durée de vie importante (+/- 30 ans)

+ Meilleur marché que le monocristallin 

- Rendement faible sous un faible éclairement.

Cellule sans silicium en couche mince CIS

Les cellules CIS représentent la nouvelle génération de cellules solaires sous forme de films minces, de type cuivre-indium-sélénium (CIS). Les matières premières nécessaires à la fabrication des cellules CIS sont plus faciles à se procurer que le silicium utilisé dans les cellules photovoltaïques classiques. De plus, leur efficacité de conversion énergétique est la plus élevée à ce jour pour des cellules photovoltaïques en couche mince.

+ Matériaux utilisés ne causent pas de problème de toxicité

+ Cellule peut être construite sur un substrat flexible

- Cellules en couche mince nécessite une surface plus importante pour atteindre les mêmes rendements que les cellules épaisses.