Les cellules solaires, réalisées la plus part du temps dans un matériau semi-conducteur (le silicium, par exemple),convertissent l’énergie solaire en énergie électrique. Ce sont les photons qui, en frappant la cellule, déplacent les électrons dans le matériau et génèrent ainsi une circulation continue des électrons: c'est le courant électrique.
le matériau semi-conducteur devient conducteur seulement si on lui apporte de l’énergie. Les particules de lumière (photons) viennent heurter les électrons sur le silicium et lui communiquent 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.
Le silicium est l’un des éléments les plus abondants sur la planète Terre : il représente 28 % de l’écorce terrestre. Il n’est pas présent à l’état pur mais, par exemple, sous forme de sable siliceux.
Les technologies se divisent en deux grandes familles :
. Silicium polycristallin : il est obtenu par refonte des chutes de silicium monocristallin issues des opérations d’équarissage. Son taux de rendement est légèrement inférieur mais il est beaucoup moins cher à l'achat.
. Silicium monocristallin : La technologie monocristalline, plus chère, utilise des barres pures de silicium également employées dans la fabrication des puces électroniques. Le silicium monocristallin est une matière première d'une très grande pureté.
D'autres techniques semblent gagner du terrain aujourd'hui, ce sont les technologies en ruban et les couches minces. 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 (durée de vie de 30 ans) compense en moins de 5 ans l'énergie dépensée pour sa fabrication.
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