De quoi sont composés les panneaux photovoltaïques et comment fonctionnent-t-il ?

Les panneaux solaires sont constitués de cellules photovoltaïques. Les cellules photovoltaïques sont constituées de semi-conducteurs à base de silicium, de sulfure de cadmium, et de tellure de cadmium. Ces composants sont superposés en deux fines plaques de telle sorte qu'il en résulte un contact étroit.

Les panneaux photovoltaïques sont capables de créer un courant électrique grâce à l’énergie qu’ils reçoivent du soleil sous forme d’ondes électromagnétiques appelées photons. C’est l’effet photovoltaïque, découvert en 1839 par Becquerel. Les matériaux qui permettent la conversion de l’énergie des photons en électricité (la plupart du temps du silicium), sont des composants électroniques dit semi-conducteur (à mi-chemin entre les isolants et les conducteurs). Sa conductivité électrique est donc moyenne mais suffisante pour permettre le passage d’un courant électrique, notamment lorsqu’il est dopé (on lui a ajouté des charges + ou -).

Ce sont eux qui permettent cette transformation. Intégrés dans des cellules elles-mêmes associées (en série ou en parallèle), mais fragiles et donc enveloppées par une couche de verre, résistant aux chocs et aux intempéries et parfois même recouvertes d’une couche antireflet.

Il existe plusieurs types de cellules au silicium, de différentes natures :

• Amorphe (celle que l’on trouve par exemple sur l’écran de nos calculatrices), monocristallin ou polycristallin, qui fonctionne par faible éclairement mais elle est aussi celle ayant le moins bon rendement (moins de 10%). Elle utilise la technologie des « couches minces » qui consiste à déposer une fine couche d’un matériau sur un substrat (verre, acier inoxydable, plastique…).

• Polycristallin, (obtenu par un refroidissement plus lent faisant apparaitre plusieurs cristaux dans la matière), donnant des cellules bleues non uniformes. Le rendement de ce dernier type de cellules est intermédiaire, environ 10%.

• Monocristallin (obtenu par un refroidissement tel que le silicium se solidifie en un seul bloc). Ses cellules bleues uniformes sont celles ayant le meilleur rendement (15% environ).