La fabrication des cellules et modules photovoltaïques
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Aujourd’hui, la majorité des modules photovoltaïques sont fabriqués à partir de cellules photovoltaïques au silicium cristallin (monocristallin ou polycristallin) ou au silicium amorphe. Actuellement, on distingue 2 filières pour la fabrication de cellules photovoltaïques :
La fabrication des cellules au silicium cristallin
| Extrait de doc Siemens | Extrait de doc Photowatt |
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| Schéma 3 - Cristaux de silicium | Photographie 4 - Cristaux de silicium |
Pour la fabrication de ce type de cellules photovoltaïques, on utilise des cristaux de silicium sous forme monocristalline ou polycristalline. Les processus de fabrication de ces cellules PV sont similaires. Cependant, les procédés d'obtention des matériaux de base (silicium monocristallin ou polycristallin) sont différents.
L’obtention de la matière première
Silicium monocristallin
La technologie monocristalline, plus chère, utilise des barres pures de silicium également employées dans la fabrication des puces électroniques. Le silicium monocristallin est une matière première d'une très grande pureté.
| Extrait de doc Siemens |
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| Schéma 4 - Tirage en creuset |
Il est généralement obtenu par tirage, selon le procédé "Czochralski" ou par fusion par zone. Une plaquette de silicium monocristallin est composée d'un seul grain.
On obtient des lingots cylindriques monocristallins par tirage en creuset (cf. Schéma 15).
| Extrait de doc Siemens |
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| Schéma 5 - Equarrissage |
Pour optimiser l'intégration des cellules dans les modules PV, les bords des lingots sont coupés à la scie : on appelle cette opération l'équarrissage (cf. Schéma 16).
| Source (61) | Source inconnue |
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| Photographie 5 - Lingot de silicium polycristallin | Photographie 6 - Lingots de silicium (monocristallin posé sur polycristallin) |
Silicium polycristallin :
| Extrait de doc Photowatt |
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| Schéma 6 - Four à silicium polycristallin |
Le silicium polycristallin, quant à lui, est obtenu par refonte des chutes de silicium monocristallin issues des opérations d’équarissage (cf. Schéma 17). Son taux de rendement est légèrement inférieur mais il est beaucoup moins cher à l'achat.
Les chutes sont placées dans un creuset porté à + 1 430 °C. Après la phase de fusion, le fond du creuset est refroidi. On oriente de bas en haut la solidification, pour lui donner une structure colonnaire multicristalline à gros grains. Le lingot obtenu est ensuite découpé, en briques de 101,5 x 101,5 mm ou 120 x 120 mm actuellement.
Ces briques sont ensuite assemblées pour être transformées.
Pour en savoir plus : |
Revu, le jeudi 03
décembre 2009.
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