Résumé: Le silicium polycristallin, une forme très raffinée de silicium, est le matériau de départ des cellules solaires.
Pour les cellules solaires à base de silicium, le silicium polycristallin est le matériau de départ. Qu’est-ce que le silicium polycristallin et comment une cellule de silicium est-elle fabriquée à partir de silicium polycristallin?
Le silicium polycristallin est formé à partir de quartzite, une forme de roche de grès quartzeux. Par souci de simplicité, vous pouvez considérer le quartzite comme comprenant du sable pur.
En raison de ses excellentes propriétés de semi-conducteur, le silicium polycristallin est utilisé comme matière première pour l’énergie solaire et constitue le bloc de construction initial pour la fabrication de cellules photovoltaïques solaires à base de silicium.
En raison de ses propriétés semi-conductrices, le silicium polycristallin est utilisé comme matière première pour l’énergie solaire et constitue le bloc de construction initial pour la fabrication de cellules photovoltaïques solaires à base de silicium.
La première étape de fabrication du silicium polycristallin consiste à faire réagir du SiO2 (sous forme de quartzite) et du carbone dans un four à arc. Il en résulte du silicium de qualité métallurgique (silicium MG).
Ce MG de silicium est ensuite traité par HCl (acide chlorhydrique) pour former le composé Trichlorosilane (HSiCl3). Lorsque le trichlorosilane réagit avec l’hydrogène, nous obtenons du silicium polycristallin de haute pureté et du HCl. L’HCl est renvoyé pour la réaction avec d’autres additions de MG de silicium.
La pureté du silicium polycristallin utilisé pour les cellules solaires est très élevée, environ 99,999% ou plus!
Le silicium polycristallin pur ainsi formé est d’abord transformé en lingots (matériau solide de type brique). Ces lingots sont ensuite découpés en tranches minces par des scies spécialement conçues. Les plaquettes sont ensuite fabriquées en cellules solaires.
Questions du chat curieux
Quel est le matériau de départ du silicium polycristallin?
Le point de départ du silicium pur est le quartzite, une roche à grain fin à médian comprenant du sable de quartz pur. Le quartzite contient 90 à 99% de quartz, et comme vous le savez peut-être, le quartz a la plus forte concentration de silice pure de tous les minéraux connus.
Quel est le coût du silicium polycristallin?
La réponse à cette question variera considérablement en fonction de l’année à laquelle vous faites référence. À la mi-2014, le prix du silicium polycristallin était d’environ 20 dollars le kg. Vous serez intrigué de savoir que le prix du même matériau, il n’y a pas si longtemps (mi-2008), était de 450/ / Kg.
La vie se vit sur des branches maigres pour certains, n’est-ce pas ?
Le silicium polycristallin utilisé pour les cellules solaires est-il le même que celui utilisé pour la fabrication de puces informatiques?
Oui, c’est le cas. Mais la pureté du silicium polycristallin requise pour les circuits intégrés est beaucoup plus élevée (99.999999%) par rapport à celui utilisé pour les cellules solaires, pour lesquelles il est un maigre pur à 99,9999%!
Quelqu’un peut-il créer une usine de fabrication de silicium polycristallin?
Oui, n’importe qui peut, s’il peut pomper plus de 1 milliard de dollars, car c’est ce qu’il en coûtera pour mettre en place une usine de poysilicium de taille économique aujourd’hui.
Pourquoi le prix du silicium polycristallin a-t-il chuté drastiquement de 450 $/Kg à moins de 25 per le Kg entre 2008 et 2014 ?
Cherchez-moi une réponse.
Sérieusement, nous pensons que la question devrait en fait être: pourquoi le prix du silicium polycristallin est-il passé d’environ 60 / / kg en 2005 à 450 $ en 2008. Cela s’est produit principalement en raison d’un manque temporaire d’approvisionnement en silicium polycristallin, au moment même où l’industrie solaire photovoltaïque commençait à se développer rapidement. Ce déséquilibre temporaire entre l’offre et la demande a rapidement été pris en compte, et les prix ont commencé à retomber dans des zones plus civilisées en 2010, et en 2014, ils étaient passés sous les 25 $ / Kg, bien inférieurs à ce qu’ils étaient en 2005!
Quelques vidéos intéressantes pour vous
Une très bonne vidéo sur le processus de fabrication du silicium polycristallin par Wacker
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