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Cellules photovoltaïques en film mince

Mis à jour le 16/10/2013

Les cellules photovoltaïques en couche mince présentent pas mal d'avantage tant au niveau du coût de fabrication qu'à l'installation des champs PV.

Cellules photovoltaïques

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Les cellules photovoltaïques monocristallines et polycristallines sont les plus répandues et représentaient 90% du marché en 2008. Fragiles, elles sont placées entre deux plaques de verre afin de former un module qui est relativement lourd.

Le matériau de base est le silicium qui est très abondant, cependant la qualité nécessaire pour réaliser les cellules doit être d'une très grande pureté et son coût intervient de façon important dans le coût total. La pénurie de silicium de qualité en 2006, a créé une tension sur le marché et une augmentation du prix des cellules. Depuis 2008, il n'y a plus de problème d'approvisionnement.

Applications des cellules PV sur film mince

Les produits à film mince utilisent peu de matière première. Ils ont servi d'abord pour des applications électriques de faible puissance, comme des montres ou des calculatrices .... Mais la filière devient compétitive dans les cas où de grands surfaces sont disponibles, et les toitures industrielles constituent un exemple d’application particulièrement pertinente. 
Pour une capacité installée donnée, la surface requise en couches minces est proche du double de celle d’un système à base de silicium cristallin. Cependant, grâce aux coûts de production nettement moins élevés, la solution couche mince ne coûte pas plus cher.

Avantages des solutions PV à couche mince

  • La légèreté des couches minces permet d’éviter l’installation d’une structure supplémentaire de renforcement du toit, nécessaire au soutien des modules photovoltaïques cadrés en silicium cristallin. Les couches minces sont ainsi livrées en rouleaux et collées directement sur les bacs aciers ou des membranes d'étanchéité du toit.
  • Les cellules photovoltaïques à couches minces sont moins sensibles à une occultation partielle de la surface ou à des températures externes élevées que le silicium cristallin.

D'autres filières en développement, encore peu connues, comme des surfaces photovoltaïques à base de tellure de cadmium ou de matériaux organiques représentent des technologies de l'avenir à fort potentiel. 

Fin 2008, les coûts de production de l'entreprise américaine First Solar, qui produit des cellules à couches minces au Tellurure de Cadmium (CdTe), sont tombés en dessous d'un dollar par watt, et grâce à l'expansion prévue, les coûts devraient approcher 0,65 $/Wc d'ici 2012. Ainsi, l'industrie croit que l'électricité photovoltaïque concurrencera les centrales thermiques conventionnelles vers 2015.

En juillet 2011, la société Uni-Solar, un fabricant américain de modules solaires flexibles a annoncé mardi un rendement record mondial de 16,3% pour la technologie photovoltaïque en couches minces de silicium, grâce à l'utilisation d'une structure triple-jonction qui intègre "Nano-Cystalline", une technologie silicium propriétaire récemment brevetée.

Article mis à jour le 16/10/2013

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