Le photovoltaïque

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Cellules en silicium

Les fabricants de cellules en silicium: Advent (USA), ADV Solar Power (Chine), Alex Solar (Chine), Ainuoji Solar Science (Chine), Arise (Canada-Allemagne), Beijing Hope (Chine), Big Sun Energy (Taïwan), Blue Sky Open Paradise, Bosch-Ersol (Allemagne), BP Solar (USA), CEL (Inde), Changzhou Eging (Chine), Chinaland (Chine), Chinalight Solar (Chine), China Sunergy (Chine), Conergy (Allemagne), CSG PVTech (Chine), CSG Solar (Allemagne), CSI Canadian Solar (Canada), Delsolar (Taïwan), Deutsche Cell-Solarworld (Allemagne), Ekarat (Thaïland), Eni Power (Italie), Eoplly (Chine), E-Ton (Taïwan), Euro Multivision (Inde), Ever Energy (Taïwan), Evergreen (USA), Falconcell (Autriche), Giga Solar (Chine), Gintech (Taïwan), Hanwha Chemical (Corée), Helios Technology (Italie), Higher Way (Taïwan), Hitachi (Japon), Hyundai Heavy Industries (Corée), Indosolar (Inde), Isofoton (Espagne), JA Solar (Chine), Jetion (Chine), Jiangsu Shunfeng (Chine), Jiangxi Solar PV (Chine), Jiawei Solar (Chine), Jinko (Chine), JSC Kvazar (Ukraine), Kinve (Chine), KPE (Corée), Kyocera (Japon), Linuo (Chine), Long Energy (Chine), Microsol (Emirats arabes unis), Millinet (Corée), Mosel Vitelic (Taïwan), Motech (Taïwan), Neo Solar (Taïwan), Ningbo Solar Electric (Chine), Omniasolar (Italie), PCMP (Russie), Perfectenergy (Chine), Perlight (Chine), Pevafersa (Espagne), Photovoltech (Belgique), Photowatt (France), Q-Cells (Allemagne), Q-mo Solar (Allemagne), REC Scancell (Norvège), Risen (Chine), Sanyo (Japon), Sharp (Japon), Shinsung (Corée), Silcio (Grèce), Solar Cells Hellas (Grèce), Solar EnerTech (Chine), Solarfun (Chine), Shinsung (Corée), Solaria (USA), Solaria Energia (Espagne), Solar Power industries (USA), Solartech Energy (Taïwan), Solarwatt (Allemagne), Solar Wind (Russie), Solexel (USA), Solland (Pays-Bas), Solsonica (Italie), Solterra (USA), Sovello (Allemagne), Space Energy (Japon), SparkSolar (Australie), SpectraWatt (USA), SSEC-Shanghai Solar Energy S&T (Chine), Star Power (Chine), Stream Solar (Chine), Suniva (USA), Sunowe (Chine), SunPower (USA), Sunrise Global (Taïwan), Suntech (Chine), Sunways (Allemagne), Tainergy (Taïwan), Tianwei (Chine), Tindoz (Australie), Top Green Energy (Taïwan), Trina (Chine), TSEC (Taïwan), Ulica (Chine), Unitech (Taïwan), UPV Solar (Inde), USL Solar (Inde), Viva Solar (Canada), Webel (Inde), Wuxi Shangpin (Chine), X Group (Italie), Yingli (Chine), ZNShine (Chine)

Les plus grands fabricants de cellules en silicium

Source: Photon

Cellule polycristalline

Cellule monocristalline

Production mondiale en méga-watt (MW) de cellules photovoltaïque entre 1999 et 2010 (toutes technologies confondues)

Source: Photon

Procédé de production

Pour convertir des photons en électricité, on utilise des semi-conducteurs. Un semi-conducteur présente une bande d’énergie interdite, nommée gap, qui sépare sa dernière bande d’énergies permises remplie d’électrons (la bande de valence) de la bande supérieur, vide (bande de conduction). Les électrons de la bande de valence sont localisés aux nœuds du réseau cristallin et ne conduisent pas l’électricité. En retirant des électrons de la bande de valnce, on laisse des « trous » chargés positivement. Le semi-conducteur est alors dit « de type p ». En ajoutant des électrons dans la bande de conduction, on obtient un matériau «  de type n », et ces électrons conduisent l’électricité. Quand un électron retombe dans la bande de valence et comble un trou, il émet un photon dont l’énergie correspond à la largeur en énergie de la bande interdite. Selon cette énergie, il correspond à de la lumière visible ou non.

Plusieurs opérations se succèdent pour transformer le wafer en cellule photovoltaïque.

• Préparation de la surface
  Le sciage des plaques (wafers) crée des dommages superficiels de quelques micromètres de profondeur qu'il faut résoudre chimiquement par attaque basique ou par attaque acide.
• Formation de la jonction face avant
  Les électrodes nécessaires à la collecte du courant sont déposées par sérigraphie et cuisson sur les deux faces de la cellule. Ensuite la diffusion transforme la plaque en diode active. Du phosphore (pour le dopage n) est apporté à la plaque, qui passe dans un tube à 800 °C pendant quelques minutes. La jontion p-n est ainsi réalisée.
  
  
• Formation de la jonction face arrière et métallisation
• Couche antireflet
  Les cellules prennent leur couleur définitive lorsqu'on applique sur la tranche de silicium grise une couche anti-reflet (généralement du nitrure de silicium) d'une épaisseur de quelques nanomètres. C’est cette couche qui confère aux cellules multicristallines leur couleur bleue, et aux cellules monocristallines leur couleur allant du bleu foncé au noir. En modifiant l'épaisseur de ce revêtement, on peut obtenir la quasi-totalité des couleurs: rouge, vert, jaune ou même doré.
  Néanmoins, seule une couche antireflet optimale assure une performance adéquate en réduisant au maximum la réflexion. La différence de rendement entre des cellules bleues et des cellules d'autres couleurs peut facilement atteindre plusieurs points de pourcentage.
  
  
  
  Fabricants de fours de diffusion
  
  

  Fabricant	Pays	Produit
  BTU	USA	Meridian 700 / 900 / 1200 / 1500 (Furnace)
  Centrotherm	Allemagne	E-1200 / E-1550 / E 2000 / E 2000 exF / E 2000 XL
  		DO 16000-600 / 18500-900 / WBS 2500
  Despatch	USA	DCF-400 / DCF-1000 / DCF-3615 / DCF-3640
  Joysing Tech	Chine	Air Votex
  Koyo	Japon	206 A
  MRL Industries	USA	1148 G2
  Semco	France	DF 5200 / DF 6000 / Dual
  Sevenstar Electronics	Chine	8471
  Sierratherm	USA	XRS 1500 / XRS 1725 / XRs 2200
  SVCS	République Tschèque	SVSol
  Tecnofimes	Italie	TCF-Lab / TCF15 / TCF680 / TCF920 / TCF2500
  Tempress	Pays Bas	TS 81004
  Thermco Systems	Grande-Bretagne	8200 PV
  Thermal Processing Solutions (TPS)	USA	PD-36-250 / PD 36-350 / PD 36-450
  Zenith Matrials	Taïwan	Z-XL

  
  
  
  
  
  
• Formation de la grille face avant
  Enfin les connections qui permettront d’assembler les cellules en modules sont soudées.
  
  
  Fabricants d'équipement d'impression
  
  

  Fabricant	Pays	Produit
  AMI Presco	USA	MSP 885 / MSP 887 / MSP 9155
  Applied Materials	USA	Applied Baccini Solar Lab
  Asys	Allemagne	XS 1 / E5-STS / XSR 1 / XS 2
  Aurel	USA	C 1010R
  CC Solar		HX PV 1600
  DEK		PVP 1200
  		PVP 3000 Multi Print head
  Essemtec	Suisse	SP900S
  Komax	Suisse	Single/double printer
  Machines Dubuit	France	In and offline printer
  Manz	Allemagne	IPC 2400 standard
  		HAP 2400 High Accuracy
  Micro-tec	Japon	MT 2922
  OTB	Pays Bas	METx
  Seishin	Japon	SS 550 pvx

  
  
  
  
  
  
  

  Fabricant	Pays	Produit
  Chimet	Italie	Ag/Al 2201 SC
  		Ag/Al 2700 SC
  		Al 7500 SC
  DuPont	USA	PV142 / 149 / 159 / 173 / 410 / 412 / 430 / 480 / 502 / 505
  ESL ElectroScience		9987
  Ferro	USA	NS 33-510 / 520 / 600

  
  
  
  

Dépôt des busbars
Test électrique Chaque cellule est testée et classée selon des catégories de puissance pour avoir des assemblages homogènes. C’est la moins bonne cellule qui déterminera le rendement de l’ensemble.
Fabricants de testeurs de cellules: Fabricant Pays Modèle Nombre de cellule par heure Abet Technologies USA 15410/15420/15440/15450 160 Aescusoft Allemagne Aescusol SunSim I / SolSim 200 / SolSim Th 100 Thinfilm / SolSim Th 220 Thinfilm 200 / 300 / 300 / 300 Berger Allemagne PS10 1200 - 1800 Chroma Taïwan 58301 3600 Delicacy Laser Chine DLSK-FXJ5 EETS Grande-Bretagne Cell tester 15 (200) Xe et Ha Endeas Finlande QuickSun Energia Italie DS-50 Gsolar Chine XJXM-8 Halm Allemagne CetisPV-XF-Celltest 3 HSPV Chine HSC1 IPTE Belgique T1200E / T3000+H IVT Solar Singapoure VS 6821 S / VS 6821 M Mc Science Corée du Sud K 3000 Lab 200 Mencke & Tegtmeyer Allemagne Lini SuSi / Mini Solar Flare Newport Allemagne Oriel PVIV Nisshinbo Mechatronics Japon PV series NPC Japon NCT 180 AA-M / 200 AA-M Optosolar Allemagne Sol Cell Pasan Suisse CTL 306 / CT 2d / CT 801 / CT Lab 606 Photo Emission USA SS80AAA / SS100AAA / SS150AAA / SS200AAA / SS300AAA PV Measurements USA IV16 / IV16 K / IV21 / IV21K IV 1N / IV 30 / IV 30K Solaronix Suisse Solar Test A 400 Spectra-Nova Canada S-N CTA XS 100 / S-N CTB XS 100 / S-N CTA XP 100 / S-N CTB XP 100 Wacom Japon WXS 155 S-L2 / WXS 120 S-L2 Zolix Chine Solar IV 100   Fabricants de classeurs de cellules: Fabricant Pays Modèle Nombre de cellule par heure Applied Materials Baccini Italie Rotary Line / Soft Line 1400 Boostsolar Chine BSCT 102 900 Chinup Technology Taïwan Chroma Taïwan 3730C / 3730B 1400 Energia Italie DCL-02 1200 Gorosabel Espagne CL 700 / CL 800 1100 / 1800 Gsolar Chine GSC9000/ GSC9001 IPTE Belgique S1200/S3000+ IVT Solar Singapoure VS-6821A Manz Allemagne ICT2400 Mondragon Assembly Espagne CT2400 NPC Japon NCT-180-AA-S / NCT-180-AA-T / NCT-180-AA T14 Pasan Suisse CS 1200 P.Energy Italie C 300 Plus / C750 Plus / C 900 Plus / C 2000 Plus Schiller Allemagne TS 3600 Schmid Allemagne Cell Sorter Spectra-Nova Canada SN-CTSA-XS 100 / SN-CTSB-XS 100 Wacom Japon Wuha Gobo Chine GSCT-A
Fabricants de systèmes de luminescence Fabricant Pays Produit               3i Systems Chine   Berger Allemagne   BT Imaging Australie   Buchanan Allemagne   Freemann Schwabe Allemagne   GPP Allemagne   Graphikon Allemagne   Greateyes Allemagne   Gsolar Chine   Hamamatstu Photonics Japon   Intevac USA Nanovista   Komax USA   Manz Allemagne   MBJ Solutions Allemagne   Nisshinbo Mechatronics Japon   Op-tection Allemagne   Pi4 robotics Allemagne   Reltron USA   Vitronic Allemagne   ZenithSolar Chine
Q-Celles
Adept