Les différents types de cellules

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Les différents types de cellules 

Il existe 4 types principaux de cellules photovoltaïques, qui varient selon la qualité du silicium :

a-  Cellule en silicium amorphe

                  Le silicium n'est pas cristallisé, il est déposé sur une feuille (La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs (spermaphytes, ptéridophytes et bryophytes). Elle est insérée sur les tiges...) de verre (Dans le langage courant, le mot verre sert à désigner un matériau dur, fragile (cassant) et transparent.). La cellule est gris très foncé. C'est la cellule des calculatrices et des montres dites "solaires".

·         Avantages :

o    fonctionnent avec un éclairement faible (même par temps (Le temps est un concept développé pour représenter la variation du monde : l'Univers n'est jamais figé, les éléments qui le composent bougent, se transforment et évoluent pour l'observateur...) couvert ou à l'intérieur d'un bâtiment),

o    moins chères que les autres.

o    moins sensible aux températures élevées que les cellules mono ou poly cristallines

·         Inconvénients :

o    rendement faible en plein soleil ((pourcentage en masse)), de 60Wc/m².

o    performances qui diminuent sensiblement avec le temps.

    b- Cellule en silicium monocristallin

    Lors du refroidissement, le silicium fondu se solidifie en ne formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et...) qu'un seul cristal de grande dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien...). On découpe ensuite le cristal en fines tranches qui donneront les cellules. Ces cellules sont en général d'un bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie en luminosité du cyan à une teinte plus sombre comme le...) uniforme.

·         Avantage: 

très bon rendement, de 120Wc/m².

·         Inconvénients :

o   coût élevé,

o   rendement faible sous un faible éclairement.

 c-  Cellule en silicium poly cristallin

 Pendant le refroidissement du silicium, il se forme plusieurs cristaux. Ce genre de cellule est également bleu, mais pas uniforme, on distingue des motifs créés par les différents cristaux.

·         Avantages:

o    bon rendement, de 100Wc/m², mais cependant moins bon que pour le monocristallin,

o    moins cher que le monocristallin.

·         Inconvénient :

o    rendement faible sous un faible éclairement.

Ce sont les cellules les plus utilisées pour la production électrique (meilleur rapport qualité-prix).

d- Cellule Tandem

Empilement monolithique (Un monolithe est un élément fait d'un seul bloc de pierre de grande dimension. Son nom vient du grec ancien λιθος -lire lithos-(la pierre).) de deux cellules simples. En combinant deux cellules (couche mince de silicium amorphe sur silicium cristallin) absorbant dans des domaines spectraux se chevauchant, on améliore le rendement théorique par rapport à des cellules simples distinctes, qu'elles soient amorphes, cristallines ou microcristallines.

·         Avantage:

o    sensibilité élevée sur une large plage (La géomorphologie définit une plage comme une « accumulation sur le bord de mer de matériaux d'une taille allant des sables fins aux blocs ». La plage ne se limite donc pas aux étendues de sable fin ; on trouve également des...) de longueur (La longueur d’un objet représente la distance entre deux de ses extrémités, les plus éloignées possibles. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est souvent celle de...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.). Bon rendement

·         Inconvénient :

o    coût élevé dû à la superposition (En mécanique quantique, le principe de superposition stipule qu'un même état quantique peut possèder plusieurs valeurs pour une certaine quantité observable (spin,...) de deux cellules

Le futur (avec un maximum théorique de 87%). Les dispositifs à multi jonctions GaAs sont les cellules les plus efficaces. Spectrolab a obtenu 40.7% d'efficacité (déc. 2006). 

Références

[1]    M.,larabi, Modélisation et simulation d’un système photovoltaïque adapté par  une commande MPPT ,mémoire de fin d’étude licence université m’sila 2012-2013