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Un panneau solaire photovoltaïque à silicium monocristallin. © Domaine public
Dispositif transformant l'énergieénergie de la lumièrelumière en électricité. Il utilise l'effet photoélectriquephotoélectrique, par lequel un photonphoton incident (la lumière, donc) peut arracher un électronélectron à un atomeatome.
Description d'un panneau photovoltaïque
Un panneau photovoltaïque est constitué d'une série de cellules photovoltaïques, formées d'un matériaumatériau semi-conducteursemi-conducteur en deux couches, l'une dopée positivement (P) et l'autre négativement (N). C'est une jonction PN. Lorsqu'un électron est arraché, il se forme à la place un « trou », se comportant comme une charge positive.
L'électron et le trou s'échappent de part et d'autre de cette jonction PN (les électrons vers N et les trous vers P), créant une différence de potentiel (ce que l'on mesure en voltsvolts). Une cellule photovoltaïque produit donc ainsi du courant électriquecourant électrique continu.
Les différents semi-conducteurs
Il existe différents types de cellules et de procédés de fabrication. Le semi-conducteur le plus utilisé est le siliciumsilicium. La performance se mesure d'abord par le rendement : pourcentage de l'énergie lumineuse effectivement transformée en électricité. Dans les panneaux vendus dans le commerce, on trouve, du moins cher au plus cher :
- le silicium amorpheamorphe (rendement 6 à 8 %) ;
- le silicium polycristallin (12 %) ;
- le silicium polycristallin (15 %).
