Comment fonctionne l’effet photovoltaïque ?

Cette fiche fait partie de la série : Principes de base

Le principe de l’effet photovoltaïque

Une cellule photovoltaïque est composée de deux couches de matériau semi‑conducteur dopé différemment (généralement du silicium). Lorsque la lumière du soleil frappe la cellule, les photons excitent les électrons du matériau, provoquant la création d’un courant électrique entre les deux couches. Cette différence de potentiel est exploitée pour fournir du courant continu.

Pourquoi comprendre le fonctionnement

Comprendre l’effet photovoltaïque aide à mesurer la performance et la durabilité des installations. Cela permet de choisir la bonne technologie (monocristalline, polycristalline, couches minces) et d’optimiser l’orientation et l’inclinaison des panneaux pour maximiser la production.

Des exemples concrets

• Une cellule de 156 mm produit environ 0,5 V. En assemblant 60 cellules, on obtient un panneau standard de 30 V capable de délivrer environ 300 W en pic.
• En journée, un panneau produit plus d’électricité quand la lumière est intense et lorsque les cellules sont perpendiculaires aux rayons du soleil. Le rendement chute avec l’ombre ou les nuages.

Les outils pour aller plus loin

• Guide NRJ‑Solaire « Comprendre l’effet photovoltaïque ».
• Simulateur de rendement selon le type de cellule.
• Vidéo pédagogique sur les semi‑conducteurs.

À lire aussi

• C’est quoi un panneau solaire photovoltaïque ?
• Qu’est‑ce qu’une cellule photovoltaïque ?
• Pourquoi le rendement d’un panneau diminue‑t‑il ?

L’essentiel à retenir

L’effet photovoltaïque repose sur des matériaux semi‑conducteurs qui transforment la lumière en électricité. En choisissant la bonne technologie et en optimisant l’orientation, on maximise le courant produit et l’efficacité de l’installation.

Questions fréquentes

1. Quelle est la différence entre l’effet photovoltaïque et le solaire thermique ?
   Le photovoltaïque convertit la lumière en électricité, tandis que le solaire thermique utilise la chaleur pour chauffer un fluide.
2. Le panneau produit‑il de l’électricité par temps couvert ?
   Oui, mais la production est réduite. Les cellules captent aussi la lumière diffuse.
3. Pourquoi parle‑t‑on de silicium dopé ?
   Le dopage consiste à ajouter des impuretés au silicium pour créer une jonction p‑n qui génère une différence de potentiel.
4. Les panneaux monocristallins et polycristallins utilisent‑ils le même principe ?
   Oui, mais les monocristallins ont une structure plus uniforme, ce qui améliore le rendement.
5. L’effet photovoltaïque s’use‑t‑il ?
   Les cellules perdent lentement leur performance (0,5 %/an) mais continuent de fonctionner pendant plusieurs décennies.

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