Cellules photovoltaïques, également connues sous le nom de cellules solaires, sont devenues un acteur clé du secteur des énergies renouvelables.Ces appareils ont révolutionné la façon dont nous utilisons l’énergie solaire pour produire de l’électricité.Dans cet article, nous plongerons dans le monde fascinant deCellules photovoltaïqueset explorez comment ils produisent de l’électricité.
Au cœur d’une cellule photovoltaïque se trouve un matériau semi-conducteur, généralement constitué de silicium.Lorsque les photons du soleil frappent la surface d’une cellule, ils excitent les électrons du matériau, les faisant se détacher des atomes.Ce processus est appelé effet photovoltaïque.
Pour profiter de ces électrons libérés, les batteries sont construites en couches aux propriétés différentes.La couche supérieure est constituée de matériaux spécialement conçus pour absorber la lumière du soleil.Sous cette couche se trouve la couche active, composée d’un matériau semi-conducteur.La couche inférieure, appelée couche de contact arrière, permet de collecter les électrons et de les transférer hors de la cellule.
Lorsque la lumière du soleil pénètre dans la couche supérieure de la cellule, elle excite les électrons des atomes du matériau semi-conducteur.Ces électrons excités sont alors capables de se déplacer librement dans le matériau.Cependant, pour produire de l’électricité, les électrons doivent circuler dans une direction spécifique.
C’est là qu’intervient le champ électrique à l’intérieur de la cellule.Le matériau semi-conducteur de la couche active est dopé avec des impuretés pour créer un déséquilibre électronique.Cela crée une charge positive d’un côté de la batterie et une charge négative de l’autre.La frontière entre ces deux régions est appelée la jonction pn.
Lorsqu’un électron est excité par un photon et se détache de son atome, il est attiré vers le côté chargé positivement de la cellule.En se déplaçant vers la zone, il laisse à sa place un « trou » chargé positivement.Ce mouvement d’électrons et de trous crée un courant électrique au sein de la batterie.
Cependant, à l’état libre, les électrons ne peuvent pas être utilisés pour alimenter des appareils externes.Pour exploiter leur énergie, des contacts métalliques sont placés sur les couches supérieure et inférieure des cellules.Lorsque des conducteurs sont connectés à ces contacts, des électrons circulent dans le circuit, créant ainsi un courant électrique.
Une seule cellule photovoltaïque produit une quantité relativement faible d’électricité.Par conséquent, plusieurs cellules sont connectées ensemble pour former une unité plus grande appelée panneau ou module solaire.Ces panneaux peuvent être connectés en série ou en parallèle pour augmenter la tension et le courant de sortie, en fonction des exigences du système.
Une fois que l’électricité est produite, elle peut être utilisée pour alimenter divers appareils et appareils électroménagers.Dans un système relié au réseau, l’électricité excédentaire générée par les panneaux solaires peut être réinjectée dans le réseau, compensant ainsi le besoin de production de combustibles fossiles.Dans les systèmes autonomes, tels que ceux utilisés dans les zones reculées, l’électricité produite peut être stockée dans des batteries pour une utilisation ultérieure.
Cellules photovoltaïquesapporter une solution verte, durable et renouvelable à nos besoins énergétiques.Ils ont le potentiel de réduire considérablement notre dépendance aux combustibles fossiles et d’atténuer l’impact environnemental de la production d’électricité.À mesure que la technologie continue de progresser, nous pourrions voirCellules photovoltaïquesdevenir plus efficaces et moins chers, ce qui en fait une partie intégrante de notre futur paysage énergétique.
Heure de publication : 27 novembre 2023