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Patrick JOURDE
17.2.2.LES FILIÈRES
De nombreux semi-conducteurs peuvent être choisis. En pratique, quatre types
principaux de semi-conducteurs sont utilisés :
silicium cristallin,
silicium amorphe,
couches minces type AsGa, CdTe, CIS,
matériaux organiques.
LE SILICIUM CRISTALLIN
Il domine le marché à plus de 80%. Les lingots de silicium, monocristallin ou multicristallin, sont sciés en tranche de 2 à 300 μ, par des scies à fil coupant 2000 cellules à la fois en quelques heures. Les 756 MWc 1 produits en 2003 représentent
400 à 500 millions de cellules traitées et assemblées par 36, puis connectées pour
constituer des modules de 50 à 150 Wc sous 12 V. Les nombreuses manipulations
nécessaires de cellules ultraminces, les importantes quantités de silicium utilisées
condamnent à terme ce mode de fabrication, pourtant fiable et performant, pour les
très grosses unités de production futures. La taille des lingots et cellules augmentent : les 10 ×10 cm initiaux passent à 15 ×15, et bientôt 20 × 20. Le silicium cristallin en lingot est annoncé depuis 20 ans comme condamné à court terme, mais se
développe depuis bien plus vite que toute autre filière, et dominera encore pendant
une à deux décennies.
Le silicium « solaire » : un frein à la baisse des prix
Le silicium provient des chutes de l’industrie électronique, source devenant depuis
peu insuffisante. En 2003, pour 9200 tonnes de silicium cristallin utilisées, seulement 2200 tonnes provenaient des rebuts de l’industrie des semi-conducteurs. La
crise de cette dernière, en 2001, permettait de trouver du Si de qualité électronique à prix cassé (25 à 30 €/kg), mais seul un fabricant investit dans la production
de silicium solaire (Scan Wafer en Norvège). En effet, l’industrie du photovoltaïque
annonce en même temps le développement des techniques qui utiliseront à terme
deux à cinquante fois moins de matière.
Les filières Si à faible épaisseur
Diverses solutions sont étudiées pour diminuer l’épaisseur des couches de silicium :
le dépôt sur ruban est une solution testée de longue date et industrialisée par certains fabricants (RWE et Evergreen). La consommation de silicium est divisée par
deux (8 g/Wc contre 16 g).
1 Wc : Le watt crête est l’unité normalisée donnant la puissance maximum d’un module, atteinte à la
température de 25°C sous un éclairement de 1kW par m
2 , correspondant à l’ensoleillement reçu à
midi sur une surface perpendiculaire au Soleil.
Patrick JOURDE
17.2.2.LES FILIÈRES
De nombreux semi-conducteurs peuvent être choisis. En pratique, quatre types
principaux de semi-conducteurs sont utilisés :
silicium cristallin,
silicium amorphe,
couches minces type AsGa, CdTe, CIS,
matériaux organiques.
LE SILICIUM CRISTALLIN
Il domine le marché à plus de 80%. Les lingots de silicium, monocristallin ou multicristallin, sont sciés en tranche de 2 à 300 μ, par des scies à fil coupant 2000 cellules à la fois en quelques heures. Les 756 MWc 1 produits en 2003 représentent
400 à 500 millions de cellules traitées et assemblées par 36, puis connectées pour
constituer des modules de 50 à 150 Wc sous 12 V. Les nombreuses manipulations
nécessaires de cellules ultraminces, les importantes quantités de silicium utilisées
condamnent à terme ce mode de fabrication, pourtant fiable et performant, pour les
très grosses unités de production futures. La taille des lingots et cellules augmentent : les 10 ×10 cm initiaux passent à 15 ×15, et bientôt 20 × 20. Le silicium cristallin en lingot est annoncé depuis 20 ans comme condamné à court terme, mais se
développe depuis bien plus vite que toute autre filière, et dominera encore pendant
une à deux décennies.
Le silicium « solaire » : un frein à la baisse des prix
Le silicium provient des chutes de l’industrie électronique, source devenant depuis
peu insuffisante. En 2003, pour 9200 tonnes de silicium cristallin utilisées, seulement 2200 tonnes provenaient des rebuts de l’industrie des semi-conducteurs. La
crise de cette dernière, en 2001, permettait de trouver du Si de qualité électronique à prix cassé (25 à 30 €/kg), mais seul un fabricant investit dans la production
de silicium solaire (Scan Wafer en Norvège). En effet, l’industrie du photovoltaïque
annonce en même temps le développement des techniques qui utiliseront à terme
deux à cinquante fois moins de matière.
Les filières Si à faible épaisseur
Diverses solutions sont étudiées pour diminuer l’épaisseur des couches de silicium :
le dépôt sur ruban est une solution testée de longue date et industrialisée par certains fabricants (RWE et Evergreen). La consommation de silicium est divisée par
deux (8 g/Wc contre 16 g).
1 Wc : Le watt crête est l’unité normalisée donnant la puissance maximum d’un module, atteinte à la
température de 25°C sous un éclairement de 1kW par m
2 , correspondant à l’ensoleillement reçu à
midi sur une surface perpendiculaire au Soleil.