Les cellules à couche mince sont des cellules photovoltaïques utilisées dans la production d’électricité à partir de la lumière. Les cellules photovoltaïques (PV) sont plus communément appelées cellules solaires ; alors que la lumière du soleil est la source la plus courante, les cellules photovoltaïques peuvent créer de l’énergie à partir de n’importe quelle forme de lumière. Les panneaux solaires utilisent de grands groupes de cellules photovoltaïques pour générer de l’électricité à partir de la lumière du soleil, mais les panneaux traditionnels ne produisent pas d’énergie aussi efficacement que d’autres sources telles que le charbon. Les cellules à couche mince ont le potentiel d’augmenter l’efficacité et la rentabilité de l’énergie solaire. La technologie a été perfectionnée au début du 21e siècle.
L’effet photovoltaïque a été découvert au 19ème siècle, bien que les premières vraies cellules solaires n’aient été construites que dans les années 1950. Ils fonctionnent en utilisant des photons, ou des particules lumineuses, pour agiter les électrons. Ces électrons sont ensuite dirigés dans un circuit, devenant de l’électricité utilisable. Depuis les années 1950, divers matériaux ont été utilisés pour créer des cellules solaires, augmentant leur efficacité et réduisant les coûts de production. Les incitations gouvernementales et les préoccupations concernant les effets environnementaux de l’utilisation des combustibles fossiles ont suscité un intérêt croissant pour la production d’énergie solaire dans le monde entier.
Les cellules solaires traditionnelles peuvent être lourdes et coûteuses à produire. À la fin du 20e et au début du 21e siècle, les concepteurs de cellules photovoltaïques ont commencé à examiner la technologie des couches minces. Cette science en développement permet la création de couches de matériau d’épaisseur microscopique, parfois aussi étroites que la largeur d’un seul atome. D’abord utilisées pour alimenter de petits appareils électroniques tels que des jouets et des calculatrices, les cellules à couche mince ont rapidement été produites pour la production d’énergie solaire à grande échelle.
La production de cellules à couche mince nécessite un environnement stérile, parfois appelé salle blanche. La substance utilisée pour constituer le film, généralement un matériau semi-conducteur tel que le silicium, est réduite en une solution liquide. La plaque sur laquelle le film doit être déposé reçoit une charge électrique négative. La substance liquide, portant une charge positive, est ensuite pulvérisée près de la plaque, se dissolvant en minuscules particules en suspension dans l’air. Ces particules sont attirées par la plaque avec sa charge opposée, y adhérant en une couche d’épaisseur uniforme, qui se solidifie plus tard dans le revêtement en film mince.
Les avantages des cellules à couche mince ont ravivé l’intérêt pour l’énergie solaire. La technologie solaire est déjà la méthode de production d’énergie qui connaît la croissance la plus rapide sur la planète. Il est prévu que des cellules photovoltaïques à couche mince peu coûteuses, légères et efficaces rendront l’énergie solaire plus attrayante comme alternative à la production d’électricité traditionnelle. Les défenseurs de l’énergie solaire espèrent que la technologie en développement atteindra leur objectif de parité du réseau, rendant l’énergie solaire aussi bon marché et efficace que les méthodes traditionnelles de production d’électricité.