Photovoltaïque

Avec l’épuisement des énergies fossiles, il est fondamental de développer les énergies renouvelables, à commencer par l’énergie solaire. Le grand potentiel du photovoltaïque est porteur d’espoirs.

Mais qu’est-ce au juste que le photovoltaïque ? Le terme photovoltaïque désigne en fait, selon les cas, trois choses différentes : le phénomène physique, l’effet photovoltaïque et la technologie associée.

L’effet photovoltaïque
L’effet photovoltaïque désigne l’émission d’un courant électrique par un matériau semi-conducteur, soumis à l’action de la lumière. Le nombre d’électrons émis est proportionnel à l’intensité de la source lumineuse.

La technologie la plus employée utilise du silicium comme matériau semi-conducteur. Le silicium est l’élément qui transforme cette énergie en courant. Une trame métallique assure la conduction du courant produit vers les câbles de sortie du panneau.

D’autres technologies reposent sur des semi-conducteurs différents comme le séléniure de cuivre et d’indium ou le tellurure de cadmium. L’émission d’électrons par les cellules photovoltaïques se produit dans un délai très faible après l’éclairage : l’effet photovoltaïque est donc presque immédiat.

Les propriétés physiques du photovoltaïque
Dans le semi-conducteur qui compose les cellules photovoltaïques, un photon arrache un électron, créant un passage un « trou » (ou trou d’électron). L’électron se replace alors dans un nouveau trou : ce mouvement dissipe de l’énergie. Comme dans une pile, il existe une tension entre les deux couches d’une cellule photovoltaïque, ce qui crée une différence de potentiel électrique.

Afin d’augmenter la conductivité des semi-conducteurs, on dope le matériau par ajout de traces (env.1 atome pour 1 million) d’un autre élément qui présentent par rapport au semi-conducteur soit un électron en plus (dopage N négatif) soit un électron en moins (dopage P positif). Dans le cas du photovoltaïque, la couche supérieure de la cellule est dopée N et la couche inférieure est dopée P.

La technologie photovoltaïque
Le photovoltaïque est une technologie permettant de convertir l’énergie solaire (photons) en énergie électrique par l’intermédiaire de cellules photovoltaïques, disposées en modules appelés panneaux photovoltaïques.

Un panneau photovoltaïque est un capteur solaire composé de plusieures cellules photovoltaïques. C’est un générateur électrique qui recueille de la lumière et la transforme en électricité. La quantité d’électricité produite dépend de la puissance maximale du panneau, exprimée en Watt crête (Wc), de l’ensoleillement et de son rendement (la quantité d’énergie qu’il peut capter). Le capteur le plus répandu est le panneau rectangulaire, posé sur une toiture, au sol ou sur une terrasse. Mais d’autres capteurs sont désormais présents sur le marché : ardoises, tuiles, éléments de façades.

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