La demande croissante de modules photovoltaïques à haut rendement et à moindre coût de production conduit à la conception de nouvelles cellules solaires. Pour améliorer le rendement du module, il est indispensable d'optimiser au préalable le rendement des cellules afin de garantir leur fonctionnement ultérieur dans les conditions d'utilisation du module.
Le nombre de barres omnibus peut être ajusté afin de réduire la résistance série totale des cellules solaires interconnectées. De plus, un dispositif à barres omnibus multiples présente un fort potentiel d'économie grâce à la réduction de la consommation de métal pour la métallisation de la face avant. Ceci a conduit au développement des modules photovoltaïques à barres omnibus multiples.
Qu'est-ce qu'une barre omnibus pour cellule solaire ?
Les cellules solaires en silicium sont métallisées par de fines bandes rectangulaires imprimées sur leurs faces avant et arrière. Ces contacts métalliques, appelés barres de connexion, ont une fonction essentielle : conduire le courant continu produit par la cellule photovoltaïque. Le plus souvent, les barres de connexion sont en cuivre argenté. Ce revêtement d'argent est nécessaire pour améliorer la conductivité (face avant) et limiter l'oxydation (face arrière).
Fonctionnement des barres omnibus solaires :
Les contacts captent le courant produit et l'acheminent vers les barres omnibus. Des fils de connexion sont soudés à ces barres pour relier une chaîne de cellules et ainsi collecter le courant électrique d'une chaîne. Des groupes de chaînes de cellules reliées par des fils de connexion sont connectés en parallèle par des barres omnibus qui acheminent ensuite la puissance cumulée de toutes les cellules vers la boîte de jonction.
En résumé, la surface d'une cellule solaire classique est constituée d'une grille de fines électrodes collectrices et conductrices de courant, et de barres de connexion conductrices. Ces contacts – les barres de connexion et les électrodes – sont imprimés sur la surface par sérigraphie, un procédé que nous avons présenté dans un article précédent consacré à la production de cellules solaires.
Barre omnibus solaire – tendances de développement et avenir :
La conception la plus courante des cellules solaires comprend 2 ou 3 barres omnibus complètes imprimées sur la cellule. De nos jours, la majorité des modules photovoltaïques utilisent encore ce type de cellules à 3 barres omnibus (3BB).
Étant donné que les travaux d'amélioration des technologies de cellules solaires existantes deviennent de plus en plus difficiles, les chercheurs s'efforçant d'optimiser le rendement des cellules conventionnelles, et que de nouvelles technologies de cellules solaires stables et performantes ne sont toujours pas à portée de main, une tendance croissante dans l'industrie consiste à repenser la conception et la fabrication des cellules afin d'accroître encore leur efficacité et leur fiabilité.
Que sont les cellules à barres omnibus multiples ?
Les cellules à barres omnibus multiples, notamment les cellules à 5 barres omnibus (5BB), constituent actuellement une des principales tendances dans la conception des cellules et modules solaires. Ce nombre accru de barres omnibus réduit les pertes par résistance interne, grâce à la diminution de la distance entre ces barres.
Différentes barres omnibus dans une cellule solaire
Bien que le nombre plus élevé de barres omnibus augmente l'ombrage de la cellule solaire, les performances globales des cellules à barres omnibus multiples sont nettement supérieures à celles des cellules conventionnelles à 2 ou 3 barres omnibus. Ceci s'explique par la réduction de la longueur effective des contacts entre les barres omnibus, qui diminue les pertes par résistance, ainsi que par l'atténuation des impacts des microfissures. Ces dernières se formant généralement entre les barres omnibus, leur impact est ainsi concentré sur des portions de cellule plus petites, situées entre deux barres omnibus. Par conséquent, la fiabilité à long terme d'une cellule à barres omnibus multiples, même en présence de microfissures, est plus élevée que celle des cellules conventionnelles à 2 ou 3 barres omnibus.
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