Quelles sont les applications des cellules à film mince?
Les cellules à film mince sont des cellules photovoltaïques utilisées dans la production d'électricité à partir de lumière. Les cellules photovoltaïques (PV) sont plus communément appelées cellules solaires; Alors que la lumière du soleil est la source la plus commune, les cellules PV peuvent créer de l’énergie à partir de toute forme de lumière. Les panneaux solaires utilisent de grands groupes de cellules photovoltaïques pour générer de l'électricité à partir de la lumière du soleil, mais les panneaux traditionnels ne produisent pas l'énergie aussi efficacement que d'autres sources telles que le charbon. Les cellules à film mince ont le potentiel d’augmenter l’efficacité et la rentabilité de l’énergie solaire. La technologie a été perfectionnée au début du 21ème siècle.
L'effet photovoltaïque a été découvert au 19ème siècle, bien que les premières vraies cellules solaires n'aient pas été construites avant les années 1950. Ils travaillent en utilisant des photons, ou particules de lumière, pour agiter les électrons. Ces électrons sont ensuite dirigés vers un circuit, devenant de l'électricité utilisable. Depuis les années 1950, divers matériaux ont été utilisés pour créer des cellules solaires, augmentant ainsi leur efficacité et réduisant les coûts de production. Les incitations et les préoccupations des gouvernements concernant les effets environnementaux de l'utilisation de combustibles fossiles ont suscité un intérêt croissant pour la production d'énergie solaire dans le monde entier.
Les cellules solaires traditionnelles peuvent être lourdes et coûteuses à produire. À la fin du XXe siècle et au début du XXIe siècle, les concepteurs de cellules PV ont commencé à examiner la technologie des couches minces. Cette science en développement permet la création de couches de matériau d'épaisseur microscopique, parfois aussi étroites que la largeur d'un seul atome. Utilisées à l'origine pour alimenter de petits appareils électroniques tels que des jouets et des calculatrices, les cellules à couches minces ont rapidement été utilisées pour la production d'énergie solaire à grande échelle.
La production de cellules en film mince nécessite un environnement stérile, parfois appelé salle blanche. La substance utilisée pour constituer le film, généralement un matériau semi-conducteur tel que le silicium, est réduite à une solution liquide. La plaque sur laquelle le film doit être déposé reçoit une charge électrique négative. La substance liquide, portant une charge positive, est ensuite pulvérisée près de la plaque, se dissolvant en minuscules particules en suspension dans l’air. Ces particules sont attirées vers la plaque par sa charge opposée et y adhèrent en une couche d'épaisseur uniforme qui se solidifie ensuite dans le film mince recouvrant.
Les avantages des cellules en couches minces ont relancé l'intérêt pour l'énergie solaire. La technologie solaire est déjà la méthode de production d’énergie à la croissance la plus rapide sur la planète. On prévoit que des cellules photovoltaïques à couches minces peu coûteuses, légères et efficaces rendront l’énergie solaire plus attrayante comme alternative à la production d’énergie traditionnelle. Les défenseurs de l'énergie solaire espèrent que la technologie en développement atteindra leur objectif de parité réseau, rendant l'énergie solaire aussi économique et efficace que les méthodes de production d'énergie traditionnelles.