Énergie solaire photovoltaïque
Semaine 13 : Fabrication des cellules et modules photovoltaïques
Guidance

Le silicium a bien d'autres usages que la fabrication de cellules solaires. On l'utilise en métallurgie (industrie de l'aluminium, tôles de transformateurs...) et pour la fabrication de matériaux (silicones). Seule une petite partie (10%) du silicium produit est utilisée pour l'industrie des semi-conducteurs (composants électroniques). Les cellules solaires ne constituent qu'une petite partie de ces composants.

Pour cette raison, on se contente lors de la production du silicium d'une pureté "métallurgique" et on purifie ensuite le silicium destiné aux semi-conducteurs.

Le matériau de base, la silice ( SiO₂ ) est très répandu à la surface de la terre (quartz, sable blanc...). Le silicium est obtenu par réduction de la silice par le carbone suivant la réaction :

SiO₂ + 2C + chaleur = 2 CO + Si

La réaction, étant endothermique, est effectuée à haute température ( 1700 à 2100° C ) dans un four à arc électrique.

On obtient ainsi un silicium contenant environ 2% d'impuretés. On le purifie par barbotage de gaz, l'utilisation de CaO ...

Une autre filière consiste à réduire la silice par l'aluminium suivant la réaction :

3 SiO₂ + 4 Al = 2 Al₂O₃ + 3 Si

Si du silicium est un jour produit spécialement pour la fabrication de cellules solaires, on aura intérêt à le faire par un procédé qui réduit la teneur en les impuretés qui sont spécialement nuisibles pour cette application... mais les industriels hésitent à investir dans des filières orientées vers le photovoltaïque, ce qui contribue à maintenir le prix des cellules à un niveau élevé.

Dernière mise à jour le 10-05-2005