Comment fonctionne un panneau photovoltaïque ?

L’énergie solaire est l’une des énergies renouvelables disponibles sur Terre. La production de cette forme d’énergie nécessite l’installation d’un dispositif particulier, le panneau photovoltaïque. Les panneaux photovoltaïques créent un courant électrique à partir de l’énergie qu’ils reçoivent du soleil. Dans cet article, nous vous proposons de découvrir le mode de fonctionnement de ce dispositif.

La cellule photovoltaïque, l’élément clé du dispositif

La cellule photovoltaïque est l’élément de base qui permet la production de l’électricité. Elle est la principale source de conversion de l’énergie solaire en électricité. Elle est composée de silicium et enveloppée par une couche de verre, résistant aux chocs et aux intempéries et parfois recouverte d’une couche anti-reflet. Le silicium peut avoir différentes natures dans les cellules photovoltaïques dont principalement : le silicium amorphe, le silicium monocristallin ou le silicium polycristallin. La cellule en silicium amorphe fonctionne par faible éclairement et fournit le plus faible rendement (moins de 10%). Le silicium monocristallin a le meilleur rendement (15% environ) et le silicium polycristallin a un rendement intermédiaire.

Comment ça marche ?

Les cellules photovoltaïques sont composées de deux couches contenant du silicium. En plus du silicium, la couche supérieure est composée d’une autre matière (généralement du phosphore) contenant plus d’électrons que le silicium naturel. On l’appelle silicium dopé N. En revanche, le silicium de la couche inférieure est couplé à un élément (généralement du bore) qui va contenir moins d’électrons que le silicium à l’état naturel. C’est le silicium dopé P. Entre les couches P et N, il y a une zone neutre appelée jonction P-N qui s'oppose à toute circulation de courant. Lorsque la cellule photovoltaïque est soumise à l’irradiation solaire, l’énergie apportée par les photons crée un déséquilibre entre les deux couches. Ceci oblige alors les électrons à circuler dans un circuit extérieur pour tenter d’égaliser les deux couches. L’électricité est ainsi créée.