L’effet photovoltaïque est un phénomène physique propre à certains matériaux appelés semi-conducteurs qui produisent de l’électricité lorsqu’ils sont exposés à la lumière.
Le plus connu d’entre eux est le silicium cristallin qui est utilisé aujourd’hui par 90% des panneaux produits dans le monde, mais il existe de nombreuses autres technologies déjà industrialisées comme les couches minces ou en phase de recherche.
Principe de l’effet photovoltaïque
- L’effet photovoltaïque
- source : Hespul
- Les « grains de lumière »- les photons – heurtent la surface du matériau photovoltaïque disposé en cellules ou en couche mince.
- Ils transfèrent leur énergie aux électrons qui gravitent autour des atomes dont est formé le matériau. C’est l’effet photoélectrique. Du fait de l’énergie qu’ils gagnent, les électrons « s’excitent ». Ils reviennent généralement à l’état d’équilibre – leur niveau initial – en libérant l’énergie des photons sous forme de chaleur : le matériau chauffe au soleil.
- Mais il est aussi possible de récupérer cette énergie sous forme électrique. L’électron excité forme avec le « trou » qu’il laisse au niveau inférieur une paire « électron-trou ». Les électrons et les trous sont de charges de signes opposés (-q ; +q). Les cellules photovoltaïques sont des jonctions PN, faites en associant un semi-conducteur de type n avec un semi-conducteur de type p, comme le silicium dopé phosphore et le silicium dopé bore. Soumises à un champ électrique dans une jonction PN branchée sur un circuit extérieur, les paires électrons-trou vont se séparer et les électrons excités vont se mettre en mouvement dans une direction particulière : un courant électrique est créé.
- Le courant électrique continu qui se crée est alors recueilli par des fils métalliques très fins connectés les uns aux autres et acheminé à la cellule suivante.
- Le courant s’additionne en passant d’une cellule à l’autre jusqu’aux bornes de connexion du panneau, et il peut ensuite s’additionner à celui des autres panneaux raccordés en « champs »
