L'énergie solaire est une source inépuisable d'énergie renouvelable pour l'humanité et occupe une place importante dans les stratégies énergétiques à long terme des pays du monde entier. La production d'électricité à partir de couches minces repose sur des puces de cellules solaires à couches minces, légères, fines et flexibles. La production d'électricité à partir de silicium cristallin présente un rendement énergétique élevé, mais les panneaux doivent être suffisamment épais. Nous nous intéressons donc aujourd'hui aux avantages et aux inconvénients de la production d'électricité à partir de couches minces et de silicium cristallin.
I. Avantages de la production d'énergie à partir de couches minces
Batterie à couches minces, utilisant moins de matériaux, un procédé de fabrication simple, une consommation énergétique réduite, une production continue de grandes surfaces et pouvant utiliser des matériaux peu coûteux comme le verre ou l'acier inoxydable comme substrat. Les batteries à couches minces ont désormais développé diverses techniques, notamment la technologie solaire à couches minces CIGS (cuivre, indium, gallium, séléniure), la technologie des modules photovoltaïques à couches minces flexibles a franchi des étapes importantes, et l'écart entre le taux de conversion photovoltaïque des batteries au silicium cristallin se réduit progressivement.
Les cellules à couches minces offrent une meilleure réponse en faible luminosité et réduisent l'écart de production entre les jours nuageux et ensoleillés, ce qui les rend particulièrement adaptées aux centrales photovoltaïques en milieu désertique. Elles sont également plus adaptées à la construction d'abris solaires et de maisons solaires domestiques. En tant que composants principaux d'un système photovoltaïque, les cellules solaires à couches minces peuvent être très utiles pour l'intégration dans un bâtiment photovoltaïque.
II. Les inconvénients de la production d'énergie à partir de couches minces
Le taux de conversion photoélectrique des cellules à couches minces est faible, généralement d'environ 8 %. L'investissement en équipements et technologies pour les cellules à couches minces est plusieurs fois supérieur à celui des cellules en silicium cristallin. Le rendement de production des modules solaires à couches minces est donc insuffisant. Le rendement des modules à couches minces en silicium non cristallin/microcristallin n'est actuellement que d'environ 60 %, contre seulement 65 % pour les principaux fabricants de cellules CIGS. Bien entendu, le problème du rendement est résolu grâce à des produits à couches minces de qualité professionnelle.
III. les avantages de la production d'énergie à partir de silicium cristallin
Le taux de conversion photovoltaïque des cellules en silicium cristallin est plus élevé, et celui des cellules en silicium cristallin fabriquées localement atteint 17 à 19 %. La technologie des batteries au silicium cristallin est désormais plus mature, et les entreprises n'ont plus besoin de transformations techniques fréquentes. Les investissements dans les équipements pour cellules en silicium cristallin sont faibles, et les équipements fabriqués localement peuvent déjà répondre à la plupart des besoins des lignes de production de cellules.
Un autre avantage de la technologie du silicium cristallin réside dans la maturité de son procédé de production. Actuellement, la plupart des fabricants de cellules en silicium monocristallin atteignent un rendement de 98 % ou plus, tandis que celui des cellules en silicium polycristallin est également supérieur à 95 %.
IV. Les inconvénients de la production d'électricité à partir de silicium cristallin
La chaîne industrielle est complexe et les coûts pourraient ne pas être significativement réduits. Le coût des matières premières fluctue considérablement et, ces dernières années, le marché international du polysilicium a connu des hauts et des bas. De plus, l'industrie du silicium est très polluante et énergivore, ce qui entraîne un risque d'ajustement des politiques.
Résumé
Les cellules en silicium cristallin sont principalement constituées de silicium. Les plaquettes de silicium contenant du bore et de l'oxygène se désintègrent plus ou moins sous l'effet de la lumière. Plus la teneur en bore et en oxygène est élevée dans les conditions d'injection de lumière ou de courant générées par le complexe bore-oxygène, plus la durée de vie est réduite. Comparées aux cellules solaires en silicium cristallin, les cellules solaires à couches minces ne nécessitent pas de silicium et sont de type amorphe, avec une atténuation nulle.
Ainsi, après quelques années d'utilisation, les cellules solaires en silicium cristallin perdent leur efficacité à divers degrés, ce qui non seulement affecte les revenus de production d'électricité, mais réduit également leur durée de vie. Les cellules solaires à couches minces, équipements de production d'électricité photovoltaïque de deuxième génération, sont largement utilisées dans les pays développés. Leur prix est légèrement supérieur à celui des cellules solaires en silicium cristallin actuelles. Leur absence d'atténuation, leur longue durée de vie et d'autres caractéristiques permettent une valeur ajoutée accrue à long terme.
Date de publication : 16 décembre 2022