Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ?

De quoi est composée une cellule photovoltaïque ?

Pour pouvoir bien comprendre comment fonctionne une cellule photovoltaïque, il est d’abord utile d’en regarder la composition de plus près. En effet, chaque composant d’une telle cellule dispose de propriétés très spécifiques. Et c’est justement cette subtile combinaison qui permet aux cellules photovoltaïques de transformer les rayons du soleil en énergie.

 

Que retrouve-t-on dans une cellule photovoltaïque ?

A vrai dire, une cellule photovoltaïque est une sorte de mille-feuille super-héros dont le super pouvoir serait de capturer les rayons du soleil. Parmi les couches de cet extraordinaire mille-feuille, on retrouve :  

• Du verre : Le verre sert à protéger la cellule, il est placé sur la face extérieure de la cellule  
• Un revêtement antiréflexion : Une fois que les rayons du soleil atteignent la cellule photovoltaïque, l’enjeu est de capturer leur énergie. Afin d’empêcher les rayons de s’échapper, on utilise du silicium, un matériel semi-conducteur qualifié de très réflecteur.  
• Une grille métallique conductrice : On l’appelle également pôle +.  
• Une couche semiconductrice dopée N : Cela signifie que cette couche est porteuse de charges libres négatives.  
• Une couche semiconductrice dopée P : Cela signifie que cette couche est porteuse de charges libres positives.  
• Une couche conductrice en métal : On l’appelle également pôle .  Les couches pôle + et pôle – ont également un rôle de protection pour la couche semi-conductrice car celle-ci ne doit absolument pas subir le phénomène de corrosion qui empêcherait la cellule de fonctionner.

Le principal composant d’une cellule photovoltaïque est le silicium (le même que celui utilisé dans les PCs). Extrait du sable, il constitue une plate-forme idéalement neutre pour la transmission d’électron. Pour ceux qui aiment gagner à Trivial Pursuit, sachez que ce matériau semi-conducteur a été découvert par un français, Edmond Becquerel.

 

Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ?

Tout d’abord, rappelez-vous que pour créer un courant électrique, il faut avoir un mouvement d’électrons qui vont tous dans le même sens. 

Dans le processus photovoltaïque, les rayons du soleil apportent des photons. Ces photons mettent en mouvement les électrons compris dans le silicium ainsi que les atomes de phosphore qui se trouvent dans la couche supérieure de la cellule.

Ces électrons sont ensuite envoyés vers la couche du bas de la cellule, via un câble dans lequel est générée l’électricité. Cette couche inférieure est composée de silicium et de bosphore (qui est pauvre en électron). Donc comme dans une pile, les électrons passent d’une plaque riche en électrons vers une plaque pauvre en électron. Cela génère un flux de courant continu qui est envoyé dans l’onduleur. Celui-ci a pour mission de transformer le courant continu en courant alternatif afin qu’ils puissent être digéré par notre réseau et par nos appareils électriques.

 

Les avantages de l’effet photovoltaïque

D’un point de vue pratique, l’effet photovoltaïque présente deux avantages non négligeables.

1. L’effet photovoltaïque est généré par la lumière et non par la chaleur. Donc même en cas de temps froid, de pluie ou de couverture nuageuse, vos cellules photovoltaïques fonctionnent.

2. L’effet photovoltaïque se passe sans aucune mise en mouvement des panneaux eux-mêmes. Tout se passe à l’intérieur, de manière invisible, et donc, sans risque de casse ou d’usure.

 

Pour résumer, les cellules photovoltaïques, ou cellules solaires, sont des composants électroniques capables de produire de l’électricité grâce aux rayons du soleil et à l’effet photovoltaïque. Cet effet est obtenu par absorption des photons dans un matériau semi-conducteur, le silicium. La rencontre entre les rayons du soleil et le silicium génère une tension ou un courant électrique. Magiques les cellules photovoltaïques !