Analyse approfondie du processus de fabrication des cellules ...
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La Chine domine largement le marché : elle assure plus de 75 % de la production mondiale dans toutes les étapes de la fabrication des panneaux silicium [1]. La 1ère étape du processus de fabrication des panneaux PV à base de Si cristallin est le raffinage du Si.
Les plaquettes subissent différents traitements (diffusion de dopants, passivation, dépôt de couches et d’une grille métallique) pour obtenir des cellules solaires. En 2021, la Chine a produit 85,1 % des cellules solaires Si. Enfin, 60 à 72 cellules identiques sont interconnectées, soudées et encapsulées pour former un module (ou panneau) PV.
Elle est réalisée par le procédé Siemens, hérité de l’électronique et utilise des réacteurs chimiques pour synthétiser le silicium polycristallin ou poly-Si. De toute la chaîne de production des modules photovoltaïques, c’est l’étape la plus consommatrice en énergie.
L’introduction, en masse, de ces nouvelles technologies devrait permettre de faire encore baisser les coûts de production des panneaux solaires en $/Wc, avec des coûts de l’ordre de 0,35 à 0,4 $/W envisageable.
Une fois les plaques découpées vient la fabrication des cellules, qui va permettre d’exploiter les propriétés de semi-conducteur du silicium et de transformer l’énergie lumineuse captée en énergie électrique. La plaque doit être de l'ordre d'une centaine de microns pour absorber les photons incidents.
Dans une cellule solaire, un flux lumineux produit à chaque instant un courant électrique lorsque des photons transfèrent leurs énergies à des électrons. Chaque électron excité par un photon se meut alors vers une face de la cellule en laissant un trou, un déficit de charges négatives dans le réseau cristallin.
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