Que sont les panneaux solaires à couche mince ? Tout ce que tu as besoin de savoir!

Bien que les panneaux solaires traditionnels et volumineux en silicium que la plupart des gens connaissent et utilisent. En fait, le panneau solaire à couche mince est une autre excellente option très prometteuse. Ils sont plus légers et plus pratiques, et ils peuvent toujours bien fonctionner même dans des conditions de faible luminosité, ce qui compense le défaut des panneaux solaires rigides.

Les panneaux solaires à couches minces, également appelés panneaux solaires flexibles, sont composés d'une ou plusieurs couches de matériau à couches minces absorbant la lumière et générant de l'électricité.

Vous pensez peut-être : Quoi ? Cela ne semble pas aussi fiable que le solide. En fait, ils sont plus fiables que vous ne le pensez, fonctionnent bien et ont un rendement stable dans des conditions de faible luminosité.

Poursuivez votre lecture et découvrez-en davantage sur ce qu'est un panneau solaire à couche mince, ses avantages et bien plus encore !

• Que sont les panneaux solaires à couches minces ?
• Comment sont fabriquées les cellules solaires à couches minces ?
• Types de panneaux solaires à couches minces
• Caractéristiques des panneaux solaires à couches minces
• À quoi servent les panneaux solaires à couche mince ?
• Avantages des panneaux solaires à couches minces
• Comment installer des panneaux solaires à couches minces ?
• Conclusion
• FAQ

Que sont les panneaux solaires à couches minces ?

Les panneaux solaires à couches minces sont assez fins, chaque couche n'ayant qu'un micron d'épaisseur, ils sont encore plus fins que les cheveux.

Comme les panneaux solaires monocristallins ou polycristallins traditionnels, les panneaux solaires à couches minces peuvent convertir l’énergie lumineuse en électricité grâce à l’effet photovoltaïque. Cependant, une cellule solaire à couche mince est beaucoup plus légère et flexible à installer.

Sa surface est composée de nombreux films absorbant la lumière qui se combinent pour former un film environ 300 à 500 fois plus fin que le silicium standard, ce qui constitue l'avantage exceptionnel des panneaux solaires à couches minces.

Il n’est pas exagéré de dire que les panneaux solaires à couches minces sont les panneaux les plus légers disponibles aujourd’hui, chaque cellule étant composée de trois composants principaux : le matériau photovoltaïque, la feuille conductrice et la couche protectrice.

En plus de leur conception interne mince, les panneaux solaires à couches minces sont également extrêmement durables, comme nous le développerons dans le prochain article.

Comment sont fabriquées les cellules solaires à couches minces ?

Les cellules solaires à couches minces sont créées en déposant une ou plusieurs couches minces (films minces ou TF) de matériau photovoltaïque sur un substrat en plastique, en verre ou en métal. Généralement, chaque panneau solaire à couche mince est composé de trois parties principales :

1. Matériel photovoltaïque : Il s’agit du principal matériau semi-conducteur et celui responsable de la conversion de la lumière solaire en énergie telle que le CdTe, l’a-Si ou le CGIS.
2. Feuille conductrice : Pour arrêter les pertes d’électricité et augmenter la conductivité, une couche de matériau conducteur d’électricité, tel que l’aluminium, est nécessaire.
3. Revêtement de protection : Pour augmenter la durabilité et protéger le module solaire des éléments et ainsi prolonger sa durée de vie, une fine couche de verre ou de plastique de qualité supérieure est ajoutée sur le dessus du système.

Types de panneaux solaires à couches minces

Il existe quatre types courants de panneaux solaires à couches minces généralement utilisés dans les applications extérieures : les panneaux solaires en diséléniure de cuivre et de gallium-indium (CIGS), le tellurure de cadmium (CdTe), le silicium amorphe (a-Si) et l'arséniure de gallium (GaAs). Examinons maintenant ces différents panneaux solaires à couches minces un par un.

1. Panneaux solaires en cuivre, indium et gallium séléniure (CIGS)

Le panneau solaire CIGS est polyvalent, fabriqué selon divers processus et mis en œuvre sous différentes formes. De plus, le panneau solaire CIGS est plus attrayant en tant qu'alternative très efficace aux grands modules solaires commerciaux.

Certaines entreprises l’utilisent à des fins commerciales, ce qui s’est avéré efficace. BougeRV a également lancé des panneaux solaires CIGS pour que vous puissiez les installer plus facilement et les utiliser plus facilement.

Les panneaux solaires CIGS ne sont pas populaires pour les applications conventionnelles et sont principalement utilisés dans les applications spatiales en raison de leur résistance aux basses températures et de leurs excellentes performances dans des conditions d'éclairage de faible intensité dans l'espace. Le coût est relativement élevé par rapport à d'autres technologies, actuellement facturées à un peu plus de 0,60 $/W, mais les futurs fabricants promettent de réduire le coût de ces panneaux.

Bien que les panneaux solaires à couches minces CIGS ne soient pas encore aussi populaires sur le marché que les panneaux CdTe, la technologie CIGS représente toujours 2,0 % de la part de marché du photovoltaïque. Cette technologie reste très populaire en tant que technologie solaire à couche mince, étant donné que les modules solaires à couche mince ne détiennent qu'environ 10 % de part de marché.

Composition de la cellule solaire à couches minces de cuivre, d'indium et de gallium séléniure (CIGS) - Source : SOLAR ENERGY TECHNOLOGIES OFFICE

2. Panneaux solaires en tellurure de cadmium (CdTe)

Le CdTe est le deuxième matériau photovoltaïque le plus répandu après le silicium, et les cellules au CdTe peuvent être fabriquées à l'aide de procédés de fabrication peu coûteux. Bien que cela fasse des panneaux solaires au CdTe une alternative rentable, ils ne sont toujours pas aussi efficaces que les panneaux solaires au silicium.

Les cellules solaires CdTe sont fabriquées à l'aide d'une couche absorbante contenant une hétérojonction pn qui combine une couche de CdTe dopée en p avec une couche de CdS dopée en n, qui peut également être fabriquée à partir d'oxyde de magnésium et de zinc (MZO). Pour déposer le matériau sur le substrat, les fabricants utilisent des techniques de dépôt par transport en phase vapeur ou de sublimation de proximité.

Composition des cellules solaires à couches minces CdTe - Source : SOLAR ENERGY TECHNOLOGIES OFFICE

3. Panneaux solaires en silicium amorphe (a-Si)

Le silicium amorphe (A-SI) est une sorte de silicium amorphe allotropique, qui constitue jusqu'à présent la technologie de couche mince parfaite. Le silicium en couche mince remplace le silicium cristallin traditionnel en tranches (ou blocs).

L'A-si est intéressant en tant que matériau pour cellules solaires car il s'agit d'un matériau abondant et non toxique. Il nécessite des températures de traitement plus basses et est capable d'une production évolutive sur des substrats flexibles et peu coûteux nécessitant peu de silicium.

Bien qu'une petite quantité de matériau peu coûteux soit nécessaire pour fabriquer du silicium amorphe (a-Si), il est relativement coûteux car le verre conducteur de ces panneaux est cher et le processus est lent, ce qui porte le coût total des panneaux à 0,69 $/W. . Cette technologie représente actuellement 2,0 % du marché de détail des modules photovoltaïques.

Schéma de la structure des cellules en silicium amorphe (a-Si) - Source : Cellules photovoltaïques inorganiques : principes de fonctionnement, technologies et efficacités - revue par Karzazi, Y., et Arbouch, I.

4. Panneaux solaires en arséniure de gallium (GaAs)

L'arséniure de gallium (GaAs), un semi-conducteur à bande interdite directe III-V, est un matériau très couramment utilisé dans les cellules solaires monocristallines à couche mince. Les cellules solaires GaAs comptent parmi les cellules solaires à couche mince les plus performantes en raison de leurs performances thermiques supérieures et haute efficacité.

Depuis 2019, les cellules GaAs monocristallines ont l'efficacité de cellule solaire la plus élevée de toutes les cellules solaires à jonction unique, avec une efficacité de 29,1 %.

Étant donné que les cellules photovoltaïques GaAs sont des cellules solaires III-V à jonctions multiples constituées d'une couche tampon hiérarchique, elles peuvent atteindre des rendements élevés allant jusqu'à 39,2 pour cent, mais le temps de fabrication, les coûts des matériaux et les matériaux à forte croissance en font une option moins viable pour les applications terrestres. applications. Les cellules solaires à couches minces GaAs ont un rendement record de 29,1 pour cent.

Le coût de ces cellules solaires à couches minces III-V varie de 70 $/watt à 170 $/watt, mais le NREL affirme que le prix pourrait être réduit à 0,50 $/watt à l'avenir. Parce qu’il s’agit d’une technologie très coûteuse et expérimentale, elle n’est pas produite en série et est principalement utilisée pour les applications spatiales, où elle détient la part de marché la plus faible.

Diagramme schématique de la cellule solaire GaAs SJ - Source : Revêtements antireflet bicouches mono-matériau de sulfure de zinc pour cellules solaires GaAs par Woo, J. et al.

Caractéristiques des panneaux solaires à couches minces

1. Très flexible et léger. Ils sont réalisés en déposant une ou plusieurs fines couches de matériau photovoltaïque sur le substrat. En même temps, ils présentent des apparences unifiées.

2. Les panneaux solaires à couches minces sont plus simples à installer et nécessitent moins d’efforts que les panneaux en silicium conventionnels.

3. Ils émettent beaucoup moins d’émissions lors de leur fabrication que les panneaux solaires conventionnels car leur teneur en silicium est faible.

4. Les panneaux solaires à couches minces sont le meilleur choix à utiliser sur des surfaces rares et inégales, par exemple les camping-cars et les yachts. Un panneau solaire rigide ordinaire ne convient pas à une installation sur ces surfaces. C'est pourquoi un panneau solaire à couche mince est le bienvenu.

En conclusion, les panneaux solaires à couches minces sont légers et faciles à installer, et constituent le choix idéal pour les surfaces inégales, par exemple les camping-cars et les bateaux.

À quoi servent les panneaux solaires à couche mince ?

Les panneaux solaires à couches minces sont de plus en plus utilisés pour produire de l'électricité dans des endroits où les cellules photovoltaïques ne peuvent pas être utilisées, notamment sur les surfaces courbes des bâtiments, des voitures ou même sur les vêtements pour recharger des appareils portables.

Les panneaux solaires à couches minces peuvent être installés dans des bâtiments institutionnels et commerciaux dotés de toits larges et d’espaces ouverts car ils nécessitent une plus grande surface de montage. Ainsi, certains toits qui ne supportent pas le lourd panneau solaire rigide peuvent penser à installer le panneau solaire à couche mince.

Ils sont également applicables dans les régions boisées. Les panneaux solaires à couche mince sont durables et fonctionnent toujours en cas de pénétration ou de dommages. Ainsi, lorsque vous conduisez votre camping-car et vous dirigez vers la forêt, aucun souci n'existe.

Pour alimenter les pales de ventilateur, les modems Wi-Fi et d’autres petits appareils, ces panneaux peuvent être montés sur le dessus d’un camping-car ou d’un yacht, surtout lorsque vous décidez de commencer une vie hors réseau.

Étant donné que les panneaux solaires minces sont généralement utilisés sur les camping-cars et les yachts, les types suivants sont couramment utilisés.

VR :		Bateau:
campeur héros	Bande-annonce pop-up	Croiseurs avec cabine	Bateaux hautes performances	Voiliers
larme	Remorque de randonneur	Consoles centrales	Yachts à moteur/croiseurs à moteur	Yachts de pêche sportive

Avantages des panneaux solaires à couches minces

L’utilisation de la technologie du silicium cristallin est bénéfique depuis un certain temps. Bien que la technologie des couches minces soit encore relativement nouvelle, elle offre le potentiel de réduire les coûts tout en conservant efficacité et fiabilité. Comment dois-je trancher cette affaire ?

1. Les panneaux solaires à couches minces sont plus légers que les cellules en silicium cristallin car ils utilisent moins de matériaux semi-conducteurs.

2. Les cellules solaires à couches minces sont plus flexibles. Le panneau solaire à couche mince peut être plus flexible à installer sur des surfaces inégales, comme la surface d'un camping-car ou d'un yacht. C’est ce qu’un panneau solaire en silicium cristallin ne peut pas faire.

3. Le panneau solaire à couche mince est plus facile à manipuler et à installer. Il est plus flexible, comme mentionné, et facile à installer en surface. Normalement, un panneau solaire à couche mince ne nécessite pas de perçage de trous pour être installé, mais retirez la colle à l'arrière et installez-le là où vous en avez besoin.

4. Comparé au silicium cristallin, il est moins susceptible d’être endommagé par des impacts externes. Par exemple, si une petite partie d’un panneau solaire en silicium cristallin est endommagée, l’efficacité de l’ensemble du panneau solaire sera considérablement réduite. Mais le film mince est moins susceptible d’être affecté par un élément externe. Il peut toujours bien fonctionner dans des conditions de faible luminosité.

5. Les panneaux solaires à couches minces peuvent produire de l’électricité et fonctionnent bien par temps pluvieux, nuageux et brumeux. Ils produisent de l’électricité en absorbant la lumière infrarouge, ambiante et ultraviolette grâce à l’effet photovoltaïque.

Comment installer des panneaux solaires à couches minces ?

Si vous avez déjà installé des panneaux solaires monocristallins ou polycristallins traditionnels, il vous sera plus facile d’installer des panneaux solaires à couches minces. La principale différence réside dans le fait qu’ils sont fabriqués à partir de matériaux légers et que vous n’avez pas besoin de les soutenir avec des structures comme des panneaux solaires ordinaires.

BougeRV propose actuellement deux types de panneaux solaires à couches minces relativement simples à installer.

L'un est préinstallé avec de l'adhésif au dos, pas besoin de supports de montage ou de perçage fastidieux, il suffit de les poser à plat puis de les connecter à l'onduleur pour les utiliser. L'autre est une conception à perçage fixe qui vous permet de fixer le panneau solaire à couche mince dans n'importe quelle position sans vous soucier de savoir s'il est instable ou non.

Bien entendu, l’équipe BougeRV vous recommande tout de même de laisser des professionnels installer les panneaux solaires. Il est plus efficace de laisser les choses professionnelles aux professionnels.

Conclusion

Si vous recherchez un panneau solaire léger et flexible, les panneaux solaires à couches minces peuvent être votre premier choix. Les panneaux solaires à couches minces offrent un aperçu fascinant de la technologie solaire flexible et portable du futur. Ces cellules ont du potentiel, et nous recommandons vivement les panneaux solaires à couches minces aux propriétaires de camping-cars et de bateaux, car ils sont suffisamment flexibles et légers.

Si vous ne savez pas quels panneaux conviennent à votre projet solaire, nous vous recommandons de choisir de consulter BougeRV , vous comprendrez clairement quels panneaux solaires acheter et combien ils coûteront.

FAQ

Les panneaux solaires à couches minces sont-ils meilleurs ?

Les panneaux solaires à couches minces sont beaucoup plus légers et flexibles que les panneaux solaires mono et polycristallins. Ils sont constitués de fines couches de matériaux photovoltaïques sans cadre.

Comment sont fabriqués les panneaux solaires à couches minces ?

Les cellules solaires à couches minces sont créées en déposant une ou plusieurs fines couches de matériau photovoltaïque sur un matériau de support comme le plastique, le verre ou le métal. Chaque panneau est composé de trois parties principales :

1. Matériel photovoltaïque
2. Feuille conductrice
3. Couche protectrice

Comment fonctionnent les panneaux solaires à couches minces ?

Les composants d’un panneau solaire à couches minces sont des cellules solaires à couches minces assemblées entre elles. Plusieurs couches de matériaux absorbant les photons sont utilisées pour construire chaque cellule solaire à couche mince. Ces panneaux solaires utilisent l'effet photovoltaïque pour transformer l'énergie solaire en énergie électrique.

Combien de temps durent les panneaux solaires à couches minces ?

Les cellules à couche mince, l'un des trois types de panneaux solaires, ont la durée de vie la plus courte, soit 10 à 20 ans. Les panneaux à couche mince offrent le temps de retour sur investissement le plus rapide tout en ayant une durée de vie limitée. En d’autres termes, le système vous fera économiser beaucoup d’argent en électricité et sera amorti en 8 ans.

Pourquoi le photovoltaïque à couches minces est-il préféré aux cellules solaires au silicium ?

Les cellules solaires en silicium amorphe à couches minces sont fabriquées à l’aide d’une technique de fabrication relativement simple et évolutive qui utilise des quantités minimales de silicium. Les cellules solaires constituées de silicium amorphe en couches minces sont donc souvent moins chères que celles constituées de silicium cristallin.

Où puis-je acheter des panneaux solaires à couches minces ?

BougeRV est une entreprise dédiée à la production d'énergie solaire. Vous pouvez obtenir des panneaux solaires à couches minces auprès de sources telles qu'Amazon et le site officiel de BougeRV.