le photovoltaïque

Fonctionnement
Découvert en 1839 par Henri BECQUEREL, l’effet photovoltaïque correspond à l’apparition d’une tension aux bornes d’un matériau semi-conducteur exposé à la lumière.Un module solaire photovoltaïque transforme donc la lumière du rayonnement solaire en énergie électrique.
Les particules de lumière (ou photons) heurtent les électrons sur le silicium et lui transmettent leur énergie.
Le silicium est traité (dopé) de manière à jouer le rôle de clapet anti-retour (diode) d'électricité et ainsi à diriger tous les électrons dans le même sens. Une tension apparaît donc en présence de lumière aux bornes de la photopile.
Si l'on ferme le circuit à l'aide d'une lampe, d'un moteur, etc., le courant peut circuler.La tension est peu variable alors que le courant est quasi proportionnel à la lumière reçue. Une des premières applications de cette propriété des matériaux semi-conducteurs sera la fourniture d’électricité sur les équipements spatiaux, dans les années 1960. Puis, dans les années 1970, cette technologie commencera à équiper les sites terrestres.
Les technologies se divisent en deux grandes familles :
Le silicium cristallin (qu'il soit mono ou poly) est une technologie éprouvée et robuste (espérance de vie : 30 ans), dont le rendement est de l'ordre de 13 % à 18%.
Ces cellules sont adaptées à des puissances de quelques centaines de watts à quelques dizaines de kilowatts. Silicium polycristallinCes cellules, grâce à leur potentiel de gain de productivité, se sont aujourd'hui imposées : elles représentent 49 % de l'ensemble de la production mondiale en 2000. L'avantage de ces cellules par rapport au silicium monocristallin est qu'elles produisent peu de déchets de coupe et qu'elles nécessitent moins d'énergie pour leur fabrication.

Silicium monocristallin
Son procédé de fabrication est long et exigeant en énergie; plus onéreux, il est cependant plus efficace que le silicium polycristallin. Silicium amorphe Les coûts de fabrication sont sensiblement meilleur marché que ceux du silicium cristallin. Les cellules amorphes sont utilisées partout où une alternative économique est recherchée, ou, quand très peu d'électricité est nécessaire (par exemple, alimentation des montres, calculatrices, luminaires de secours). Elles sont également souvent utilisées là où un fort échauffement des modules est à prévoir. Cependant, le rendement est de plus de 2 fois inférieur à celui du silicium cristallin et nécessite donc plus de surface pour la même puissance installée. Les cellules en silicium amorphe sont actuellement de moins en moins utilisées. Pour obtenir plus de tension, on assemble les cellules en série (pour obtenir une tension nominale de 12-14 V) et on les encapsule entre deux couches de verres pour les protéger des agressions extérieures.Un module a une duré de vie qui peut aller au-delà de 30 voir 40 ans.