D’un panneau installé sur un toit ou une terrasse à une simple calculatrice, l’énergie solaire est très utile dans notre quotidien. Mais comment un panneau parvient-il à capter la lumière du soleil et à la transformer en électricité ?
Comprendre le fonctionnement du panneau solaire
Ce qui fait qu’une cellule photovoltaïque génère de l’électricité, c’est l’effet photovoltaïque , qui n’est rien de plus que l’apparition d’une différence de potentiel (c’est-à-dire une tension électrique) à l’intérieur, provoquée par l’action de photons (particules lumineuses) qui interagit avec les électrons des atomes du matériau utilisé pour produire la cellule photovoltaïque.
Les cellules photovoltaïques au silicium sont composées de deux moitiés de matériau semi-conducteur, combinées à d’autres matériaux, afin de modifier leur structure électronique.
Ainsi, une moitié devient négative (avec des électrons supplémentaires) et l’autre moitié devient positive (sans électrons).
Dans la zone de contact entre les deux moitiés (appelée zone de jonction PN), un champ électrique se forme, ce qui empêche les électrons en excès du côté négatif de traverser et d’atteindre l’autre moitié par « manque d’électrons ».
Avec l’entrée du rayonnement lumineux, les électrons des couches externes des atomes gagnent suffisamment d’énergie, donnée par les photons, pour se libérer de la force d’attraction des noyaux atomiques et devenir ainsi des électrons libres.
En raison du champ électrique de la Jonction PN, ces électrons s’accumulent dans la moitié négative et c’est pourquoi sur la face des cellules photovoltaïques il y a une grille très fine (généralement faite avec une pâte d’argent) qui sert à capturer les électrons libres, permettant eux pour former un courant électrique.
Les cellules photovoltaïques sont ensuite connectées en série pour former des modules photovoltaïques, qui à leur tour sont encore connectés en série pour former des panneaux photovoltaïques.
Ainsi, chaque panneau photovoltaïque est une unité qui exploite l’effet photovoltaïque pour produire un courant électrique, qui peut alors être converti en électricité et utilisé pour alimenter des appareils électriques.
En résumé, un panneau solaire fonctionne en captant le rayonnement lumineux, en le transformant en énergie électrique grâce à l’effet photovoltaïque et en générant un courant électrique qui peut être converti en électricité et utilisé pour alimenter des appareils électriques.
