Le rendement des cellules photovoltaïques est limité car celles-ci ne profitent pas de toute l’énergie transmise par le Soleil. Explications.
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Les cellules photovoltaïques intègrent notamment un semi-conducteursemi-conducteur, principalement du siliciumsilicium dans le commerce. C'est en son sein qu'ont lieu les réactions requises pour produire un courant électriquecourant électrique.

Fonctionnement des cellules photovoltaïques

Cette couche se compose d'atomesatomes dont les électronsélectrons possèdent des niveaux d'énergieénergie définis les empêchant de circuler. Cependant, en percutant les atomes, les photonsphotons du rayonnement solairerayonnement solaire peuvent transférer de l'énergie aux électrons, au point de les exciter. Sous certaines conditions, ils deviennent alors mobiles, et peuvent être récupérés (effet photoélectriquephotoélectrique).

Sous certaines conditions... car les photons n'ont pas tous l'énergie requise pour exciter les charges négatives. Cela dépend de la longueur d'ondelongueur d'onde de la lumièrelumière incidente. Par ailleurs, l'excitation des électrons ne requiert qu'une quantité finie d'énergie. Tout surplus est donc perdu.

Cellules photovoltaïques et énergie

Or, la lumière provenant du SoleilSoleil est composée d'une multitude de longueurs d'onde différentes, et donc de photons transportant des quantités variables d'énergie. Dans le semi-conducteur, une partie d'entre eux ne parvient pas à exciter les électrons, tandis qu'une autre fraction fournit de l'énergie plus que nécessaire.

Les cellules photovoltaïquescellules photovoltaïques ont donc un rendement limité, car elles ne profitent pas de toute l'énergie transmise par le Soleil.