Les deux principaux moyens de produire de l’électricité à partir du soleil sont le photovoltaïque à couche mince (PV) et divers types de silicium cristallin. Le PV à couche mince implique le revêtement d’un matériau de substrat avec un ou plusieurs composés semi-conducteurs. Ces films minces sont généralement constitués de silicium amorphe, de séléniure de cuivre, d’indium et de gallium ou de tellurure de cadmium. D’autres systèmes photovoltaïques à couche mince utilisent des colorants ou des composés organiques. Chacun de ces matériaux peut essentiellement utiliser la lumière du soleil pour créer de l’électricité grâce au processus photovoltaïque.
Certaines des premières cellules photovoltaïques à couche mince ont été utilisées pour alimenter de petits appareils électroniques tels que des calculatrices. La technologie a été améliorée depuis lors, et les cellules photovoltaïques à couche mince à faible coût peuvent fournir de l’électricité à un coût égal ou inférieur au coût de l’alimentation du réseau dans certaines circonstances. Ces cellules solaires sont construites en déposant une substance qui a un potentiel photovoltaïque sur un matériau de substrat. Le substrat et le semi-conducteur photovoltaïque peuvent varier en composition, ce qui conduit à une grande variété de cellules à couches minces différentes. Les plus petites cellules à couche mince n’ont que quelques nanomètres d’épaisseur, bien que d’autres soient beaucoup plus épaisses, et les cellules disponibles dans le commerce utilisent des matériaux de substrat plus substantiels.
En plus des composés photovoltaïques et des matériaux de substrat, les cellules à couche mince comprennent également des revêtements antireflet et transparents et des contacts ohmiques. Ils fonctionnent de la même manière que les cellules solaires traditionnelles, car les photons de la lumière du soleil frappent le semi-conducteur photovoltaïque et font perdre des électrons à certains des atomes qui les composent. Les électrons ainsi libérés ont tendance à se déplacer vers les contacts ohmiques sous forme d’électricité. Les cellules photovoltaïques à couche mince présentent généralement une faible efficacité, bien qu’elles soient également assez peu coûteuses à produire. Cela peut permettre à de grandes installations de générer une quantité considérable d’électricité.
Les cellules photovoltaïques à couche mince sont généralement disponibles dans le commerce en longues bandes. Ce type de matériau peut convenir à l’installation de toitures solaires. Étant donné que les cellules à couche mince sont généralement moins chères que les cellules solaires traditionnelles, il peut être plus abordable de couvrir un toit entier. Le poids inférieur associé au film mince peut également créer une charge de contrainte moindre qu’un nombre similaire de panneaux solaires.
Les panneaux solaires traditionnels et volumineux sont généralement fabriqués à partir de silicium cristallin et d’autres matériaux similaires. Ces cellules solaires fonctionnent sur les mêmes principes de base que le PV à couche mince, bien qu’à une échelle quelque peu différente. La technologie du silicium cristallin a tendance à être plus coûteuse que les autres systèmes photovoltaïques et a également connu des améliorations basées sur la recherche sur les films minces. En plus d’être plus chers, ces panneaux solaires peuvent également être plus efficaces que les installations à couche mince comparables.