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Principe - Effet photovoltaïque

L’effet photovoltaïque n’est pas une découverte « récente ». Elle remonte en effet à 1839. Elle a été mise en évidence par Antoine Béquerel. L’énergie solaire photovoltaïque est une énergie renouvelable qui provient de la conversion de la lumière du soleil en électricité au sein de matériaux semi-conducteurs comme le silicium ou des matériaux recouverts d’une mince couche métallique ou organique. Ces matériaux photosensibles ont la propriété de libérer leurs électrons sous l’influence d’une énergie extérieure.

Une cellule photovoltaïque est constituée de deux couches minces d'un semi-conducteur, ces deux couches sont dopées différemment : pour la couche N: apport d'électrons périphériques et pour la couche P: déficit d'électrons.

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Le dopage de type n (négatif) consiste à introduire dans la structure cristalline semi-conductrice des atomes étrangers qui ont la propriété de donner chacun un électron excédentaire (charge négative), libre de se mouvoir dans le cristal. C'est le cas du phosphore (P) dans le silicium (Si). Le dopage de type p (positif) utilise des atomes dont l'insertion dans le réseau cristallin donnera un trou excédentaire. Le bore (B) est le dopant de type p le plus couramment utilisé pour le silicium. Ces deux couches présentent ainsi une différence de potentiel. L'énergie des photons lumineux captés par les électrons périphériques (couche N) leur permet de franchir la barrière de potentiel et d'engendrer un courant électrique continu. Pour effectuer la collecte de ce courant, des électrodes sont déposées par sérigraphie sur les deux couches de semi-conducteur.

Principe - Semi-conducteur

Le matériau le plus répandu dans les photopiles ou cellules solaires est le silicium, semi-conducteur de type IV. Il est dit tétravalent, cela signifie qu'un atome de silicium peut se lier avec quatre autres atomes de même nature. On utilise également l'arséniure de gallium et des couches minces comme de CdTe (tellurure de cadmium) et le CIS (cuivre-indium-disélénium) et encore le CIGS. Le semi-conducteur est un matériau dont la concentration en charges libres est très faible par rapport aux métaux. Pour qu'un électron lié à son atome (bande de valence) devienne libre dans un semi-conducteur et participe à la conduction du courant, il faut lui fournir une énergie minimum pour qu'il puisse atteindre les niveaux énergétiques supérieurs (bande de conduction). C'est l'énergie du "band gap", Eg, en électron-volt (eV). Cette valeur seuil est propre à chaque matériau semi-conducteur et va de 0,1 à 2 eV. Le spectre du rayonnement solaire est la distribution des photons en fonction de leur énergie (inversement proportionnelle à la longueur d'onde). Chaque semi-conducteur a une sensibilité spectrale différente. En appliquant deux matériaux en tandem ou en cellule multi-jonction, nous pouvons capter un spectre plus large.

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La chaine de valeur du photovoltaïque

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Aperçu - module photovoltaïque:

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Le marché du PV:

Top 10 Markets in 2011 IMS Research has also updated and released its top 10 markets for 2011 and reveals that although Europe still dominates the global PV market, only four of the 10 most important markets in 2011 will be European, with Asian markets ranking prominently. It’s important to remember that Europe will still account for close to 70% of global installations this year and in fact the next five largest markets are all European. The 10 most important PV markets in 2011, according to IMS Research, will be: 1. Germany 2. Italy 3. USA 4. China 5. Japan 6. France 7. Australia 8. India 9. Spain 10. Canada.

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L´évolution su marché

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Les panneaux photovoltaïques - Les prix

Depuis le début de l'année 2011, le prix des panneaux photovoltaïques ne cesse de chuter et cette tendance ne devrait pas s'arrêter en si bon chemin. Le prix du silicium brut qui est passé pour la première fois sous la barre des 50 dollars par kilogramme, pourrait conduire à de nouvelles baisses de coût pour les panneaux de l'ordre de 15 % d'ici la fin 2011. Dans ce contexte, le fabricant de modules photovoltaïque Solon par exemple se trouve contraint de réduire ses activités de production et ses stocks comme l'a fait avant lui, l'allemand SolarWorld. Il a ainsi mis une centaine d'employés au chômage technique le 1er octobre et jusqu'à nouvel ordre. La chute des prix dans le solaire a également des répercussions sur toute la profession. Ainsi, SMA technology, un des leaders mondiaux dans la technologie des onduleurs, a dévoilé les grandes lignes de son prochain plan de réorganisation. Ce dernier, devant garantir une meilleure réactivité par rapport aux besoins du marché, prévoit aussi la suppression de 1.000 emplois intérimaires avant la fin de l'année.      

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source: Solarbuzz Market Research

 

Comparaison annuelle de modules PV des grands fabricants

fabricants

source: Photon test lab, 2010

 

Découvrez le guide du marché marocain sur le site de l´Association Marocaine des Industries Solaires et Eoliennes (AMISOLE)

 

 

 

 

 

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