Panneau photovoltaïque : transformer l’énergie solaire en électricité
Un panneau photovoltaïque est composé de cellules photovoltaïques, formées de couches de silicium. Ce matériau est essentiel pour assurer l’effet photovoltaïque, soit la conversion des rayons du soleil en courant électrique.
Les propriétés du silicium
Le silicium est un matériau abondant sur terre, extrait de la silice contenu dans le sable. Le silicium a une propriété indispensable à la production d’électricité : c’est un semi-conducteur. Comme tout élément, il est constitué d’atomes, noyau autour duquel gravite des électrons (charge négative).
Le dopage du silicium au cœur du fonctionnement du panneau photovoltaïque
Lorsque les panneaux photovoltaïques sont exposés à la lumière, les électrons du silicium circulent d’un atome à l’autre, sans constituer un courant électrique. Pour obtenir ce courant, le silicium doit être dopé ; opération qui consiste à obtenir d’un côté un surplus d’électrons et de l’autre côté une déficience d’électrons. On ajoute donc des matériaux sur les différentes couches du panneau photovoltaïque pour créer une différence de potentiel :
- sur la couche supérieure, exposée à la lumière, du phosphore, un matériau dont les atomes possèdent plus d’électrons que ceux du silicium,
- sur la couche inférieure, du bore, un matériau dont les atomes possèdent moins d’électrons que ceux du silicium.
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Le panneau photovoltaïque comporte alors d’un côté une borne négative qui présente un surplus d’électrons et de l’autre côté une borne positive qui présente une déficience d’électrons. Dès que le soleil éclaire le panneau, les électrons du silicium commencent à circuler en alimentant le dipôle : on obtient alors un courant électrique.
Du courant continu au courant alternatif
Les panneaux photovoltaïques fournissent un courant continu. Il est transformé en courant alternatif par l’onduleur qui lisse la production électrique issue des panneaux et l’injecte sur le réseau électrique.
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