Le principe de production d'énergie des panneaux solaires

Le soleil éclaire la jonction PN du semi-conducteur, formant une nouvelle paire trou-électron. Sous l'action du champ électrique de la jonction PN, le trou se déplace de la région P vers la région N, et l'électron de la région N vers la région P. Lorsque le circuit est connecté, un courant se forme. C'est ainsi que fonctionnent les cellules solaires à effet photoélectrique.

Production d'énergie solaire Il existe deux types de production d'énergie solaire, l'un est le mode de conversion lumière-chaleur-électricité, l'autre est le mode de conversion directe lumière-électricité.

(1) La méthode de conversion lumière-chaleur-électricité utilise l'énergie thermique générée par le rayonnement solaire pour produire de l'électricité. Généralement, l'énergie thermique absorbée est convertie en vapeur d'eau par le capteur solaire, puis la turbine à vapeur est entraînée pour produire de l'électricité. Le premier processus est la conversion lumière-chaleur ; le second processus est la conversion chaleur-électricité.

(2) L'effet photoélectrique permet de convertir directement l'énergie du rayonnement solaire en énergie électrique. Le dispositif de base de la conversion photoélectrique est la cellule solaire. Cette cellule convertit directement l'énergie lumineuse solaire en énergie électrique grâce à l'effet de photogénération. Il s'agit d'une photodiode à semi-conducteur. Lorsque le soleil la frappe, elle transforme l'énergie lumineuse solaire en énergie électrique et génère du courant. La connexion de plusieurs cellules en série ou en parallèle permet de former un réseau carré de cellules solaires d'une puissance de sortie relativement importante.

À l'heure actuelle, le silicium cristallin (y compris le polysilicium et le silicium monocristallin) est le matériau photovoltaïque le plus important, sa part de marché est supérieure à 90 %, et restera à l'avenir pendant une longue période le matériau principal des cellules solaires.

Pendant longtemps, la technologie de production des matériaux en polysilicium a été contrôlée par 10 usines de 7 entreprises dans 3 pays, tels que les États-Unis, le Japon et l'Allemagne, formant un blocus technologique et un monopole de marché.

La demande en polysilicium provient principalement des semi-conducteurs et des cellules solaires. Selon les exigences de pureté, le polysilicium est divisé en deux catégories : électronique et solaire. Parmi ces catégories, le polysilicium de qualité électronique représente environ 55 % et le polysilicium de qualité solaire 45 %.

Avec le développement rapide de l'industrie photovoltaïque, la demande de polysilicium dans les cellules solaires croît plus rapidement que le développement du polysilicium semi-conducteur, et on s'attend à ce que la demande de polysilicium solaire dépasse celle du polysilicium de qualité électronique d'ici 2008.

En 1994, la production mondiale de cellules solaires n'était que de 69 MW, mais en 2004, elle atteignait près de 1 200 MW, soit une multiplication par 17 en seulement 10 ans. Les experts prédisent que l'industrie solaire photovoltaïque dépassera l'énergie nucléaire comme l'une des principales sources d'énergie de base au cours de la première moitié du XXIe siècle.