Quelles sont les différentes générations de cellules solaires?
Il existe trois générations de base de cellules solaires, mais l'une d'elles n'existe pas encore et les recherches se poursuivent. Ils sont désignés comme premier, deuxième et troisième, et diffèrent par leur coût et leur efficacité.
La première génération est à coût élevé, à haute efficacité. Ces cellules solaires sont fabriquées d’une manière similaire aux ordinateurs, utilisant du silicium extrêmement pur, utilisent une seule jonction pour extraire l’énergie des photons et sont très efficaces, car elles atteignent un rendement théorique maximum de 33%. En 2007, les produits de première génération représentaient 89,6% de la production commerciale, bien que la part de marché ait diminué depuis. Les processus de fabrication utilisés pour les produire sont intrinsèquement coûteux, ce qui signifie qu'il faudra peut-être des années à ces cellules pour assumer leurs coûts d'achat. On ne pense pas que les cellules de première génération seront en mesure de fournir une énergie plus rentable que les sources de combustibles fossiles.
La deuxième génération, qui a connu un développement intense au cours des années 1990 et au début des années 2000, est constituée de cellules peu coûteuses et peu efficaces. Il s’agit le plus souvent de cellules solaires à couche mince, de conceptions utilisant un minimum de matériaux et de procédés de fabrication peu coûteux. Les matériaux les plus couramment utilisés pour ce type sont le séléniure de cuivre, d'indium et de gallium, le tellurure de cadmium (CdTe), le silicium amorphe et le silicium micromorphe.
Un exemple standard de cellules de deuxième génération serait celles fabriquées par Nanosolar, qui utilise une machine spéciale pour imprimer les cellules à une cadence extrêmement rapide. Bien que ces cellules n’aient qu’une efficacité de conversion de 10 à 15%, la réduction des coûts compense largement ce déficit. Les cellules de deuxième génération peuvent être plus rentables que les combustibles fossiles.
Les cellules solaires de troisième génération ne sont qu'un objectif de recherche et n'existent pas encore. L’objectif de la recherche sur l’énergie solaire est de produire des cellules à faible coût et à haute efficacité. Ce sont probablement des cellules à film mince qui utilisent de nouvelles approches pour obtenir des rendements allant de 30 à 60%. Certains analystes prévoient que les cellules de troisième génération pourraient commencer à être commercialisées vers 2020, mais ce n'est qu'une hypothèse. Les technologies associées aux produits de troisième génération incluent les cellules photovoltaïques multijonctions, les cellules en tandem, les cellules nanostructurées pour mieux capter la lumière incidente, et l’utilisation d’un excès de production thermique pour améliorer les tensions ou la collecte de porteurs.