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Plus minces, les cellules photovoltaïques de deuxième génération

Dossier - Les cellules photovoltaïques, cœur des panneaux solaires
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De nombreuses cellules photovoltaïques ont vu le jour pour exploiter au mieux la lumière du Soleil au travers de panneaux solaires. Afin de produire de l’électricité, silicium, terres rares ou plastiques sont employés, mais chaque technologie a des atouts et des faiblesses dans ce domaine prometteur.

  
DossiersLes cellules photovoltaïques, cœur des panneaux solaires
 

Les cellules photovoltaïques de deuxième génération ont littéralement fait une cure d'amaigrissement. Elles ne font plus que quelques micromètres d'épaisseur, ce qui les rend légères et surtout souples.

Les cellules photovoltaïques cristallines (sc-Si et mc-Si), dont la durabilité dans le temps a été éprouvée, dominent largement le marché mondial depuis des années, grâce notamment à leur bon rendement. Elles possèdent néanmoins quelques inconvénients majeurs ayant poussé les chercheurs à développer des technologies alternatives, nécessitant peu ou pas de silicium

Les cellules photovoltaïques de deuxième génération sont tellement fines qu'elles peuvent être déposées sur des substrats souples. © Marufish, Flickr, cc by sa 2.0

Plusieurs raisons ont justifié ce choix, dont l'évolution du coût des matières premières voici quelques années. Le silicium pur est utilisé dans les filières du photovoltaïque (90 % en 2012) et de l'électronique (10 % en 2012). Face à la demande sans cesse croissante pour ce matériau, son prix (et donc celui des panneaux solaires) a par exemple considérablement augmenté entre 2008 et 2009, avant de chuter entre 2010 et 2011. Il s'est alors stabilisé au niveau des coûts des producteurs, ce qui a entraîné la défaillance des plus petits. Malgré ces aléas d'ordre économique, les recherches se poursuivent de plus belle.

C'est ainsi que sont apparues sur le marché des cellules à couches minces, ainsi nommées car leur zone d'absorption ne fait que quelques micromètres d'épaisseur. Pour rappel, une galette cristalline affiche une épaisseur comprise entre 200 et 350 µm. Grâce aux économies de matériaux réalisées, les cellules dites de deuxième génération sont plus légères et plus faciles à installer, et souples dans de nombreux cas. Les principales technologies seront passées en revue, mais elles partagent toutes un point commun : elles fonctionnent selon le même principe que les technologies de cellules cristallines. On compte ainsi les cellules photovoltaïques au silicium amorphe, au CdTe (tellurure de cadmium), au CIGS (cuivre, indium, gallium et sélénium), et enfin au CZTS (copper zinc tin sulfide, sulfure de cuivre-zinc-étain en français).