Silicium monocristallin

le silicium monocristallin est également utilisé pour les dispositifs photovoltaïques à haute performance (PV). Comme il y a des exigences moins strictes sur les imperfections structurelles par rapport aux applications de microélectronique, le silicium de qualité solaire de qualité inférieure (Sog-Si) est souvent utilisé pour les cellules solaires., Malgré cela, l’industrie photovoltaïque monocristalline-silicium a grandement bénéficié du développement de méthodes de production mono-Si plus rapides pour l’industrie électronique.

part de marchéModifier

étant la deuxième forme la plus courante de technologie PV, le silicium monocristallin est classé derrière sa sœur, le silicium polycristallin. En raison du taux de production nettement plus élevé et de la baisse constante des coûts du poly-silicium, la part de marché du mono-Si a diminué: en 2013, les cellules solaires monocristallines avaient une part de marché de 36%, ce qui s’est traduit par la production de 12.,6 GW de capacité photovoltaïque, mais la part de marché était tombée en dessous de 25% en 2016. Malgré la baisse de la part de marché, la capacité photovoltaïque mono-Si équivalente produite en 2016 était de 20,2 GW, ce qui indique une augmentation significative de la production globale de technologies photovoltaïques.

EfficiencyEdit

avec une efficacité de laboratoire de cellules à jonction unique enregistrée de 26,7%, le silicium monocristallin a l’efficacité de conversion confirmée la plus élevée de toutes les technologies PV commerciales, devant le poly-Si (22,3%) et les technologies à couches minces établies, telles que les cellules CIGS (21,7%), les cellules CdTe (21.,0%), et les cellules a-Si (10,2%). Les efficacités des modules solaires mono-Si-qui sont toujours inférieures à celles de leurs cellules correspondantes—ont finalement franchi la barre des 20% en 2012 et atteint 24,4% en 2016. Le rendement élevé est largement attribuable à l’absence de sites de recombinaison dans le monocristal et à une meilleure absorption des photons en raison de sa couleur Noire, par rapport à la teinte bleue caractéristique du poly-silicium., Comme elles sont plus chères que leurs homologues polycristallines, les cellules mono-Si sont utiles pour les applications où les principales considérations sont les limitations de poids ou de surface disponible, comme dans les engins spatiaux ou les satellites alimentés par l’énergie solaire, où l’efficacité peut être encore améliorée grâce à une combinaison avec d’autres technologies, telles que les cellules solaires multicouches.

ManufacturingEdit

outre le faible taux de production, il existe également des préoccupations concernant le gaspillage de matériaux dans le processus de fabrication., La création de panneaux solaires peu encombrants nécessite de couper les plaquettes circulaires (un produit des lingots cylindriques formés par le processus Czochralski) en cellules octogonales qui peuvent être emballées étroitement ensemble. Le matériau restant n’est pas utilisé pour créer des cellules PV et est soit jeté ou recyclé en retournant à la production de lingots pour la fusion. En outre, même si les cellules mono-Si peuvent absorber la majorité des photons à moins de 20 µm de la surface incidente, les limites du processus de sciage des lingots signifient que l’épaisseur des plaquettes commerciales est généralement d’environ 200 µm., Cependant, les progrès technologiques devraient réduire l’épaisseur des plaquettes à 140 µm d’ici 2026.

D’autres méthodes de fabrication sont en cours de recherche, telles que la croissance épitaxiale directe de plaquettes, qui implique la croissance de couches gazeuses sur des substrats de silicium réutilisables. Des procédés plus récents peuvent permettre la croissance de cristaux carrés qui peuvent ensuite être transformés en plaquettes plus minces sans compromettre la qualité ou l’efficacité, éliminant ainsi les déchets des méthodes traditionnelles de sciage et de coupe de lingots.