Comment fonctionne une cellule solaire ?

Comment fonctionne une cellule solaire photovoltaïque ?

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Les cellules solaires sont assemblées les unes aux autres et forment les panneaux photovoltaïques, qui sont eux-mêmes fixés sur les toitures de l’habitat concerné. Ce sont les « petits carrés » que l’on peut observer sur l’installation.

La cellule solaire photovoltaïque est donc la partie principale du panneau solaire photovoltaïque : c’est elle qui transforme l’énergie solaire en électricité. Mais pour comprendre plus précisément le fonctionnement d’une cellule solaire photovoltaïque, il faut rentrer un peu plus dans les détails.

Composition de la cellule photovoltaïque

Une cellule photovoltaïque est constituée d’une couche avec porteurs de charges libres négatives (N), elle-même en contact avec une autre couche avec porteurs de charges libres positives (P). Ces couches sont entourées d’une couche conductrice, elle-même entourée d’un revêtement antiréflexion (le silicium étant très réflecteur) et d’une couche de verre protégeant l’ensemble. Les cellules photovoltaïques mesurent seulement quelques millimètres ; elles sont reliées entre elles pour constituer un panneau solaire et obtenir un rendement électrique ainsi qu’une puissance suffisante.

Le silicium, un matériau semi-conducteur

Le soleil émet de la lumière, composée de photons. Ces particules lumineuses, lorsqu’elles arrivent sur le panneau photovoltaïque, sont absorbées par le silicium qui compose les cellules solaires.

Cette opération déplace quelques électrons du métal composant le panneau solaire (ils sont déplacés par la lumière) ; ce métal étant semi-conducteur, le déplacement des électrons n’est possible que dans un sens : ceci entraîne alors la production d’un courant continu.

L’effet photoélectrique

panneaux solaires toitures

Une cellule photovoltaïque fonctionne selon le principe de l’effet photoélectrique (aussi nommé effet photovoltaïque). L’effet photoélectrique se définit comme tel : c’est la transformation directe de l’énergie (solaire) émise par la lumière en électricité. Ce phénomène fut découvert en 1839 par Antoine Becquerel.

La production d’électricité

Comme le soleil émet de la lumière en permanence, les cellules photovoltaïques produisent de l’électricité tous les jours, même lorsque le temps est nuageux. Le rendement énergétique est simplement moins élevé. Les cellules solaires sont assemblées les unes aux autres pour former les panneaux photovoltaïques : installer un module solaire permet donc de produire sa propre électricité et de tendre vers l’autoconsommation.