La cellule photovoltaïque: comment ça marche

Une cellule photovoltaïque est une diode de grande surface et de faible épaisseur en silicium dopée différemment sur chaque face. une cellule délivre une tension de 0,5 volt. Les différentes cellules sont montées en série pour donner des modules qui délivrent des tensions normalisées (12, 24, 48 volt). Un ensemble de modules forme un panneau. Les cellules sont protégées de l'humidité et sont placées entre deux plaques de verre.

Les photopiles sont constituées de matériaux semi-conducteurs tels que le silicium qui transforme directement la lumière solaire en énergie électrique. En effet, les photons (particules de lumière) heurtent les électrons sur le silicium et, par ce procédé, lui communiquent leur énergie. Le silicium des couches de la cellule est traité de manière à être polarisé :pour rendre l'une des couches positive, on lui incorpore un certain nombre d'atomes de phosphore. On crée ainsi une barrière de potentiel. Lorsqu'un photon ayant suffisamment d'énergie est absorbé par ce semi-conducteur, il produit la rupture d'une liaison entre un électron et son atome et libère ainsi l'électron, particule négative, ce qui crée un « trou », chargé positivement. C'est ce que l'on nomme l'effet photovoltaïque et qui crée une différence de potentiel entre les deux couches.

Le rendement en puissance de la cellule photovoltaïque dépend de la puissance maximale du panneau, de l'intensité de l'ensoleillement, du nombre d'heures d'exposition au soleil et de l'angle d'exposition au soleil.

Le mauvais rendement de la cellule dépend des conditions météorologiques, de la hauteur du soleil dans le ciel et du nombre d'heures de soleil dans la journée. De plus, la cellule aura un mauvais rendement s'il fait très chaud (la tension baisse) et si la longueur des câbles entre le panneau et les autres composants est importante.