Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ?

Le fonctionnement d'une cellule photovoltaïque est le suivant : les "grains" de lumière qu'on appelle photons, en pénétrant très légèrement dans le silicium, déplacent quelques électrons du métal.

Le métal semi-conducteur ne permettant le déplacement des électrons que dans un sens, les électrons déplacés par la lumière doivent passer par le circuit extérieur pour revenir à leur place, ce qui engendre un courant.

Les cellules produisent de l’électricité chaque jour même si le ciel est nuageux : dans ce cas, le rendement est simplement moins élevé. Les cellules sont assemblées sous forme de panneaux photovoltaïques, panneaux qui sont encastrés sur ou dans la toiture des habitations.

La fabrication complexe demande une excellente maîtrise technique pour assurer dans la durée le meilleur rendement.

L'assemblage de ces cellules solaires reliées les unes aux autres forme un module solaire (panneau solaire ou panneau photovoltaïque).

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La matière première du photovoltaïque est le silicium. Ajoutons à cela :

 des cellules

 des panneaux photovoltaïques ( un système de montage)

 des câbles

 un onduleur

 un compteur (revente ou non à edf)

 

www.ademe.fr

L’effet photovoltaïque est un phénomène physique propre à certains matériaux appelés "semi-conducteurs". Le plus connu d’entre eux est le silicium utilisé pour les composants électroniques.

 

Le silicium utilisé en photovoltaïque peut se rencontrer sous trois formes:

cellule en silicium poly-cristallin: il s’agit du matériau photovoltaïque le plus utilisé (à lui seul plus de 50% du marché mondial). Il offre un bon rendement (de 12% à 14 %) pour des coûts de fabrication maîtrisés.

cellule en silicium mono cristallin: le rendement de ce matériau photovoltaïque(15 % à 17 %) est légèrement supérieur au silicium poly-cristallin, en revanche sa fabrication est plus délicate donc plus coûteuse.

cellule en silicium amorphe: le rendement de ce matériau photovoltaïque est bien inférieur à ceux des silicium cristallin (6%) et son coût est proportionnellement inférieur.

Pour ces trois matériaux photovoltaïques, les coûts par unité puissance sont identiques mais les surfaces de capteur nécessaires pour atteindre cette unité de surface varient en fonction du rendement. Les matériaux en silicium cristallin (poly et mono) représentent 90% du marché mondial.