Les cellules solaires, également appelées cellules photovoltaïques, sont des semi-conducteurs qui convertissent la lumière du soleil directement en électricité grâce à l'effet photovoltaïque. Voici les paramètres clés qui caractérisent les performances des cellules solaires, essentiels pour optimiser leur efficacité et leur application.
Le rendement final d’une cellule photovoltaïque est le suivant : La puissance de sortie V m I m est directement liée à au photo-courant. Si celle-ci augmente le rendement de la cellule aussi, la concentration photovoltaïque est donc très intéressante. Plusieurs systèmes de concentration existent ou sont encore à l’étude.
L’utilisation de cellules photovoltaïques (PV) spécifiques à haut rendement permet de produire de l’électricité directement sans passer par la chaleur (PV sous concentration ou CPV, voir encadré).
Un des principaux problèmes de la concentration solaire à usage photovoltaïque est dû au mauvais rendement des cellules lors d’une montée en température. Plusieurs méthodes de dissipation sont envisagées. Nous parlerons de dissipation passive quand cette chaleur n’est pas valorisée et de dissipation active quand celle-ci est au contraire valorisée.
On réalise aujourd’hui des cellules solaires à 3 jonctions présentant un rendement de conversion sous concentration de 44 % (record mondial établi en 2012). Ces cellules sont très chères (de l’ordre de 50 000 $/m 2), mais avec un facteur de concentration de 1 000 par exemple, on réduit d’un même facteur la part du prix du kW lié à la cellule.
Si certains cherchent avant tout à améliorer le rendement des cellules solaires, d'autres cherchent à optimiser à tous les niveaux le captage de l'énergie lumineuse et sa conversion.
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