Électricité solaire : la cellule photovoltaïque

Découvert par Antoine Becquerel (père de Henri) en 1839, l'effet photovoltaïque résulte de la conversion directe d'un photon en électron, dans un matériau semi-conducteur : le siliciumsilicium, par exemple.  

Panneaux solaires. © Tpsdave, Pixabay, DP

Description d'une cellule photovoltaïque. © Ademe

Le principe de la cellule photovoltaïque

Le mouvementmouvement unidirectionnel des électrons engendre un courant électriquecourant électrique continu, qui est recueilli par des fils métalliques d'une extrême finesse au niveau de chaque cellule photovoltaïquecellule photovoltaïque. L'efficacité de la cellule dépend à la fois du niveau d'ensoleillement, à un instant précis, et de sa surface (voir schéma).

Principe de fonctionnement d’une cellule photovoltaïque. 1. Électrode négative 2. Électrode positive 3. Silicium n 4. Silicium p 5. Couche limite. © Renewables 

Les différentes cellules solaires

Les cellules sont assemblées en modules ou panneaux : leur nombre détermine la taille de ces derniers (voir schéma). Pour les protéger des intempéries, elles sont prises entre deux plaques de verre trempéverre trempé. On distingue deux sortes de cellules solaires. La majorité (90 %)) des modèles en service se compose de lamelles « cristallines » de silicium. Dites « monocristallines » ou « polycristallines », selon le mode de fabrication, elles mesurent 0,2 millimètres d'épaisseur. Plus confidentielles, les cellules « minces » sont épaisses de 0,01 millimètres seulement. Principal avantage, leur coût de fabrication. Inconvénient, un rendement moindre imposant une surface de captage accrue pour obtenir une puissance équivalente à celle des cellules cristallines.

La discrétion n’était pas le fort des premières générations de panneaux photovoltaïques. Leur esthétique s’est améliorée avec des modules intégrables aux couvertures (ardoises, tuiles…) ou directement incorporés aux matériaux de construction (éléments de façade, vitrages…). © Renewables