Technologie
Les avantages des cellules type n, chargées d'ions négatifs
La technologie type n existe déjà depuis de nombreuses années. Il s'agit en fait de la première cellule solaire fonctionnelle jamais créée. Elle aurait pu par conséquent prédominé sur le marché, cependant son développement a été éclipsé par l’apparition de la cellule type p. Utilisée dès les débuts de la course à l’espace du XXe siècle, cette dernière s’est très rapidement imposée pour cette raison. Mais les temps changent et les technologies de pointe d'hier ne sont plus celles d'aujourd'hui.
Technologie type n : différences, avantages et types
Comme dans la plupart des secteurs, la technologie standardisée sur le marché est souvent celle qui permet de réduire les coûts de fabrication, car elle facilite la démocratisation des produits. Au cours des dernières semaines, principalement à la suite de la conférence et de l'exposition internationales sur la production d'énergie photovoltaïque SNEC 2021, la technologie type n a gagné en importance et devrait très bientôt faire une percée massive sur le marché.
Dans cette série de trois articles, nous aborderons les principales différences entre les cellules du type p et les cellules du type n. Nous évoquerons ensuite les avantages de la technologie de type n et nous expliquerons les types de cellules existantes.
Quelle est la différence entre le type p et le type n ?
Le silicium utilisé dans les cellules de type p et de type n est identique. Les plaquettes étant identiques, il est obtenu selon le même processus de fabrication. Quand deviennent-elles des cellules n ou p ? La différenciation intervient plus tard, lorsque la cellule est dopée afin d’ ajouter des électrons ou de créer des « trous », favorisant ainsi la circulation du courant électrique.
Le silicium du type p est produit par l'ajout d'atomes tels que le bore (principalement) ou le gallium (seuls quelques fabricants l'utilisent), qui possèdent un électron de moins que le silicium et confèrent donc à la cellule une charge positive. Le bore possède un électron de moins que nécessaire pour former des liaisons avec les atomes de silicium environnants, ce qui crée une vacance d’électrons ou un « trou ». À la suite de ce processus, sa charge électrique devient positive, d’où son appellation type p.
On prévoit que dans moins de 10 ans, le bore ne sera plus utilisé pour le dopage des cellules p.
Contrairement aux cellules du type p, le silicium des cellules du type n est fabriqué en incluant, par exemple, du phosphore, qui possède un électron de plus (le silicium possède quatre électrons et le phosphore cinq). L’un des électrons du phosphore ne participe pas à la liaison avec les atomes environnants. Il est libre de se déplacer à l'intérieur de la structure du silicium, favorisant ainsi la circulation du courant électrique. Rappelons que l'électron a une charge électrique négative, c'est pourquoi la cellule est appelée cellule type n (négative)..
Remarquons que les deux technologies utilisent une combinaison de silicium de type p et n pour former la jonction p-n et créer un circuit électrique. La différence réside dans la technologie dominante utilisé dans la couche de base. Les cellules du type p utilisent du silicium dopé au bore comme base, ainsi qu'une couche très fine de silicium de type n. Les cellules du type n, quant à elles, utilisent une base de silicium de type n avec une fine couche de silicium de type p.
Après ces explications sur les différences entre les cellules du type n et p, il convient de s'interroger sur leurs avantages respectifs. Nous aborderons ces avantages dans notre prochain article.
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