Qu'est-ce qu'un film mince?
Les deux principaux moyens de produire de l'électricité à partir du soleil sont le photovoltaïque à couche mince et divers types de silicium cristallin. Le PV en couche mince implique le revêtement d'un matériau de substrat avec un ou plusieurs composés semi-conducteurs. Ces films minces sont généralement constitués de silicium amorphe, de séléniure de cuivre, d'indium, de gallium ou de tellurure de cadmium. D'autres systèmes photovoltaïques à couche mince utilisent des colorants ou des composés organiques. Chacun de ces matériaux peut essentiellement utiliser la lumière du soleil pour créer de l'électricité par le biais du processus photovoltaïque.
Certaines des premières cellules PV à couche mince ont été utilisées pour alimenter de petits appareils électroniques tels que des calculatrices. La technologie a été améliorée depuis, et les cellules photovoltaïques à couches minces à faible coût peuvent fournir de l’électricité à un coût égal ou inférieur au coût de l’énergie du réseau dans certaines circonstances. Ces cellules solaires sont construites en déposant une substance à potentiel photovoltaïque sur un matériau de substrat. La composition du substrat et du semi-conducteur photovoltaïque peut varier, ce qui conduit à une grande variété de cellules à couches minces différentes. Les plus petites cellules à couche mince ont une épaisseur de seulement quelques nanomètres, alors que d'autres sont beaucoup plus épaisses, et les cellules disponibles dans le commerce utilisent des matériaux de substrat plus substantiels.
Outre les composés photovoltaïques et les matériaux de substrat, les cellules à film mince comprennent également des revêtements antireflet et transparents et des contacts ohmiques. Elles fonctionnent de la même manière que les cellules solaires traditionnelles, car les photons de la lumière solaire frappent le semi-conducteur photovoltaïque et entraînent la perte d’électrons chez certains des composants. Les électrons ainsi libérés ont tendance à se déplacer vers les contacts ohmiques sous forme d'électricité. Les cellules PV à couche mince présentent généralement une faible efficacité, bien qu'elles soient également relativement peu coûteuses à produire. Cela peut permettre aux grandes installations de générer une quantité considérable d’électricité.
Les cellules PV à film mince sont généralement disponibles dans le commerce en longues bandes. Ce type de matériau peut convenir à l’installation de toits solaires. Étant donné que les cellules à film mince sont généralement moins chères que les cellules solaires traditionnelles, il peut être plus abordable de couvrir tout un toit. Le poids plus faible associé au film mince peut également créer une charge de contrainte moindre qu'un nombre similaire de panneaux solaires.
Les panneaux solaires traditionnels et volumineux sont généralement fabriqués à partir de silicium cristallin et d'autres matériaux similaires. Ces cellules solaires fonctionnent sur les mêmes principes de base que les panneaux photovoltaïques à couche mince, mais à une échelle quelque peu différente. La technologie du silicium cristallin a tendance à être plus coûteuse que les autres systèmes photovoltaïques et a également connu des améliorations basées sur la recherche sur les films minces. En plus d'être plus coûteux, ces panneaux solaires peuvent également être plus efficaces que des installations comparables à couche mince.