Le Photovoltaïque - L’énergie solaire captée

      Ainsi la technologie solaire appliquée au textile transforme les vêtements en fournisseurs d’énergie pour les portables, Ipod ou autres instruments électroniques. C’est un fabriquant italien, l’entreprise Zegna Sport, qui la première s’est lancée dans cette voie avec une veste de survêtement qui sera mise sur la marché dans la collection printemps/été 2008.

      Cette veste solaire intègre les modules solaires au niveau du col et du dos. Ces modules en silicium cristallin, d’une dimension de 9 cm sur 5,5 convertissent la lumière en électricité, avec une production d’1Watt par temps ensoleillé environ. Le courant est stocké dans une batterie tampon à l’aide de câbles textiles conducteurs ou directement transmis à l’appareil connecté.

      Ce projet s’appuie sur un partenariat entre l’entreprise Interactive Wear et SOLARC, une entreprise Berlinoise impliquée dans le développement de solutions solaires. Les deux firmes ont fondé une plateforme technologique, i-solar X, dont l’objectif est de faciliter l’intégration des câbles, cellules solaires et autres composantes électroniques miniature dans le vêtement.

A vos vestes !

Crédits photo: www.maier-sports.de

        Schématiquement, le mécanisme est le suivant : lorsque les photons ou particules de lumière entrent en contact avec les électrons du silicium, un élément semi-conducteur traité spécifiquement pour canaliser l’énergie, ils génèrent une tension électrique. Cette tension est mesurée en volts, d’où le terme « photovoltaïque ». 

      Chaque panneau solaire est composé d’un assemblage de plaques ou « capteurs », de cet élément mentionné plus haut, le silicium. Cet élément chimique existe sous forme cristalline et sous forme amorphe, ce qui détermine les deux filières de production des modules photovoltaïques. Le silicium est un composant rare et donc cher, ce qui ne manque pas de se répercuter sur le prix final de l’équipement.

Le processus de fabrication des cellules au silicium cristallin ou cellules PV :

      Tout d’abord, il faut obtenir la matière première: le silicium existe sous forme mono ou poly cristalline. On fabrique le silicium monocristallin à partir de colonnes pures de silicium, tandis que le silicium polycristallin est crée à partir de la fonte de copeaux de silicium monocristallin. Ces copeaux s’obtiennent par équarrissage ou opération de taille des lingots cylindriques monocristallins. Au final, cette matière première doit avoir la forme de briques de 101,5 x 101,5 mm ou 120 x 120 mm.

 Lingots de silicium monocristallin posés sur des lingots de silicium polycristallin

      Le rendement du silicium polycristallin est un peu inférieur car il est moins pur, mais en contrepartie il coûte moins cher.

            Ensuite, les lingots sont découpés en tranches appelées ‘wafers’. Jusqu’à présent, le silicium n’est toujours pas apte à emmagasiner et canaliser l’énergie solaire. C’est grâce à la phase du dopage que le silicium acquiert les caractéristiques d’une photopile. Un élément tel que le bore est employé pour rendre la tranche positive en volume tandis que du phosphore est utilisé pour rendre les surfaces, ou parties exposées à la lumière, négatives : la tranche fonctionne comme une diode et oriente la circulation des électrons. Afin de limiter la réflexion de la lumière, on finalise l’opération en apposant un antireflet, en oxyde de titane par exemple, sur la face avant des cellules PV. 

      L’étape suivante consiste à assembler les tranches grâce à une structure métallique pour former les cellules PV, qui elles même sont connectées les unes aux autres pour former des chaînes. Les caractéristiques du module dépendent du nombre de cellules connectées en parallèle et en série. 

      C’est presque fini ! Les chaînes sont encapsulées sous du plastique hautement résistant pour les isoler et les protéger des agressions extérieures, puis recouverte d’une couche de verre. Pour finaliser le travail, on les encadre pour leur conférer une rigidité mécanique et les modules subissent plusieurs tests avant d’être mis sur le marché.   

Modèles de modules encadrés

Crédit photos: Documents SIEMENS et PHOTOWATT

    A suivre…