Dimensionnement et simulation d'une installation de pompage photovoltaà¯que

II-2-2 Types de cellules photovoltaïques

On distingue en général trois grands types de cellules photovoltaïques :

- Cellules monocristallines - Cellules polycristallines - Cellules amorphes

II-2-2-1 Cellule monocristalline

La cellule au silicium monocristallin est constituée d'un silicium formé d'un seul cristal ordonné. Ce matériau est obtenu directement d'un germe ou recristallisé à haute température sous forme d'un lingot. Il est ensuite découpé en fines tranches qui donneront les cellules. La couleur des cellules est en général d'un bleu uniforme.

Ayant un rendement très bon de 15 a 20%, son prix est plus élevé que les cellules polycristallines et amorphes, son seul avantage est d'utiliser une surface réduite : il faut environ 7m² pour obtenir 1 kiloWatt-crète (kWc).

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Figure II.3 : cellule monocristalline

II-2-2-2 Cellule polycristalline :

Elle est formée du silicium mais avec plusieurs cristaux de formes cristallographiques différentes, et cette différence est vue à l' oeil nue sur un panneau polycristallin.

Les modules utilisant des cellules au silicium polycristallin ont en général un rendement compris entre 12 et 14%. Il faut environ 8m² de cellules pour obtenir 1kWc [16]. Ces cellules sont plus simples à fabriquer et moins chères que les cellules au silicium monocristallin. Ils ont un rendement faible sous éclairement faible, et en cas de température élevée.

Les panneaux à Silicium polycristallin dominent le marché avec un pourcentage de 43% vu leur cout commercial plus faible que ceux à Silicium monocristallin.

Figure II.4 : cellule polycristalline

II-2-2-3 Cellule au silicium amorphe:

Les cellules au silicium amorphe sont des cellules à couche mince, c'est-à-dire qu'elles sont fabriquées en déposant une fine couche de silicium sur un support (ou "substrat"), par exemple du verre. L'épaisseur de silicium utilisée est beaucoup plus faible que pour les cellules mono ou polycristallines qui sont réalisées à partir de tranches de silicium. Ce type de cellules est donc moins cher et plus facile à fabriquer. Sa faible épaisseur permet, par exemple, de les utiliser pour créer des panneaux solaires souples. Cependant ces cellules ont des rendements limité (de l'ordre de 5 à 7%, soit environ 15m² pour obtenir 1kWc) et sont donc réservées à des applications nécessitant peu de puissance.

Les cellules au silicium amorphes sont beaucoup utilisées pour l'alimentation de petits appareils solaires (montre, calculatrice...) [16].

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Les panneaux à Silicium amorphe ont l'avantage de production d'électricité sous faibles éclairements et sont moins sensibles à l'élévation de température. Mais elles ont de défaut d'avoir un rendement faible en plein soleil.

Figure II.5 : cellule au Silicium amorphe

Les couches minces constituent la seconde génération de technologie photovoltaïque. Dans cette génération, on distingue le silicium amorphe (a-Si), le disélénium de cuivre indium (CIS), le tellure de cadnium (cdTE), entre autres,...

La 3ème génération des cellules photovoltaïques voit le jour, même avec un rendement faible allant de 3 à 5%, ,on parle des cellules organiques, cellules à colorant, cellules à polymères, cellules à multi-jonction et cellules à concentration.

Tableau II.1 : rendements des différentes cellules solaires photovoltaïques

Génération de cellules PV	Technologie	Rendement [%]
1^èregénération: Silicium Cristallin	Monocristallin Polycristallin	18-25 12-20
2ème génération :	Silicium amorphe	6-9
Couches minces	CIGS	9-15
	CDTE	10-16
	Organique	4-6
3ème génération :	Pigement photosensible Multi-	8-11
	jonction	30-40

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couches minces Silicium cristallin cellules à concentration

Figure II.6 : évolution des rendements des différentes cellules solaires photovoltaïques