L’énergie solaire est une source d’énergie renouvelable considérée comme inépuisable à l’échelle humaine. Elle est également qualifiée de “verte” car sa production ne génère pas de CO2. Pour capter et convertir cette énergie, plusieurs technologies existent, dont la plus connue est l’énergie solaire photovoltaïque. Cette technologie consiste à convertir directement l’énergie portée par les photons de la lumière en électricité.
Le principe de la cellule photovoltaïque
La cellule photovoltaïque est l’élément fondamental de l’énergie solaire photovoltaïque. Lorsqu’elle est exposée à la lumière, elle absorbe l’énergie des photons lumineux. Cela met en mouvement des électrons qui, grâce à un champ électrique interne, génèrent un courant électrique continu.
Les cellules photovoltaïques sont fabriquées à partir de matériaux semi-conducteurs, principalement du silicium. Elles comprennent deux types de semi-conducteurs : l’un avec un excès d’électrons et l’autre avec un déficit d’électrons. Lorsque ces deux couches sont mises en contact, les électrons ont tendance à diffuser de la couche en excès vers la couche en déficit. Cela crée un champ électrique interne indispensable au fonctionnement de la cellule. Lorsque la cellule capte des photons, ceux-ci excitent des électrons du matériau semi-conducteur qui se déplacent vers la zone de jonction entre les deux couches. C’est le champ électrique interne qui accélère et oriente ces électrons jusqu’à un circuit extérieur.
Du panneau solaire à l’électricité utilisable
Le courant continu généré par les cellules photovoltaïques peut être converti en courant alternatif à l’aide d’un onduleur. L’électricité ainsi produite peut être directement utilisée par des appareils électroménagers, injectée dans le réseau électrique ou stockée dans des batteries ou d’autres systèmes de stockage de l’énergie.
Cependant, la tension de sortie d’une cellule photovoltaïque est faible, d’environ 0,5 V. Pour augmenter cette tension, les cellules sont mises en série électrique, puis encapsulées entre une plaque de verre à l’avant et un matériau étanche à l’humidité à l’arrière. Elles forment ainsi un module photovoltaïque qui, une fois assemblé avec d’autres modules, constitue un panneau solaire photovoltaïque.
L’énergie solaire photovoltaïque offre une solution durable et respectueuse de l’environnement pour produire de l’électricité. Elle permet de réduire notre dépendance aux énergies fossiles et de contribuer à la transition vers un avenir énergétique plus propre et plus durable.
Image: Un panneau solaire photovoltaïque convertit l’énergie solaire en électricité.
