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Vous avez probablement vu des panneaux solaires sur les toits de votre quartier, mais savez-vous comment ils fonctionnent réellement pour produire de l’électricité? Dans cet article, nous examinerons ce qu’est une cellule solaire photovoltaïque – la technologie derrière un panneau solaire qui permet de créer de l’énergie à partir du soleil. Plus précisément, nous examinerons la science des cellules solaires au silicium, les cellules solaires constituant la grande majorité des panneaux solaires.

Les cellules solaires produisent de l’énergie en trois étapes

Une cellule solaire photovoltaïque (PV) fonctionne en trois étapes générales:

1. La lumière est absorbée et déchire les électrons
2. Les électrons lâches s’écoulent, créant un courant
3. Le courant est capturé et transféré sur des fils

L’effet photovoltaïque est un processus compliqué, mais ces trois étapes sont le moyen de base par lequel l’énergie du soleil est convertie en électricité utilisable par les cellules solaires dans les panneaux solaires .

Les cellules solaires sont les éléments constitutifs des panneaux solaires

Un panneau solaire est composé de six composants différents, mais le plus important est sans doute la cellule photovoltaïque, qui génère de l’électricité. La conversion de la lumière du soleil en énergie électrique par une cellule solaire est appelée « effet photovoltaïque », d’où la raison pour laquelle nous appelons les cellules solaires « photovoltaïques. »

Les cellules photovoltaïques solaires produisent de l’électricité en absorbant la lumière du soleil et en utilisant cette énergie lumineuse pour créer un courant électrique. Il y a beaucoup de cellules photovoltaïques dans un seul panneau solaire, et le courant créé par toutes les cellules ensemble ajoute suffisamment d’électricité pour alimenter votre maison. Un panneau standard utilisé dans un système résidentiel sur le toit aura 60 cellules reliées entre elles. Les installations solaires commerciales utilisent souvent des panneaux plus grands avec 72 cellules photovoltaïques ou plus.

Types de cellules solaires:

Il existe aujourd’hui deux principaux types de cellules solaires : monocristallines et polycristallines. Bien qu’il existe d’autres façons de fabriquer des cellules solaires (par exemple, des cellules à couches minces, des cellules organiques ou des pérovskites), les cellules solaires monocristallines et polycristallines sont de loin les options résidentielles et commerciales les plus courantes.

Une cellule solaire monocristalline est réalisée à partir d’un monocristal de l’élément silicium. D’autre part, les cellules solaires en silicium polycristallin sont fabriquées en fondant ensemble de nombreux éclats de cristaux de silicium. Cela conduit à deux différenciateurs clés entre les mono- et les poly-cellules. En termes d’efficacité, les cellules solaires monocristallines sont généralement plus élevées que leurs homologues polycristallines. Cela est dû à l’utilisation d’un seul cristal de silicium aligné, ce qui facilite l’écoulement des électrons générés par l’effet photovoltaïque. Les cellules polycristallines ont des éclats de silicium alignés dans de nombreuses directions différentes, ce qui rend l’écoulement de l’électricité légèrement plus difficile. Cependant, les panneaux solaires fabriqués avec des cellules solaires polycristallines sont généralement moins chers que les options monocristallines. En effet, le processus de fabrication d’une cellule polycristalline est plus simple et nécessite moins de processus spécialisés.

Comment une cellule solaire au silicium génère-t-elle de l’électricité ?

Les cellules solaires au silicium, grâce à l’effet photovoltaïque, absorbent la lumière du soleil et génèrent de l’électricité qui coule. Ce processus varie en fonction du type de technologie solaire, mais il existe quelques étapes communes à toutes les cellules solaires photovoltaïques.

Étape 1: La lumière est absorbée par la cellule PV et libère les électrons

Tout d’abord, la lumière frappe une cellule photovoltaïque et est absorbée par le matériau semi-conducteur dont elle est faite (généralement du silicium). Cette énergie lumineuse entrante provoque la perte d’électrons dans le silicium, qui deviendront éventuellement l’électricité solaire que vous pouvez utiliser dans votre maison.

Étape 2: Les électrons commencent à circuler, créant un courant électrique

Il y a deux couches de silicium utilisées dans les cellules photovoltaïques, et chacune est spécialement traitée, ou « dopée”, pour créer un champ électrique, ce qui signifie qu’un côté a une charge positive nette et l’autre une charge négative nette. Ce champ électrique fait circuler des électrons lâches dans une direction à travers la cellule solaire, générant un courant électrique.

Étape 3: Le courant électrique est capturé et combiné avec d’autres cellules solaires

Une fois qu’un courant électrique est généré par des électrons lâches, des plaques métalliques sur les côtés de chaque cellule solaire collectent ces électrons et les transfèrent sur des fils. À ce stade, les électrons peuvent circuler sous forme d’électricité à travers le câblage vers un onduleur solaire, puis dans toute votre maison.

De nombreuses cellules photovoltaïques produisent ensemble de l’électricité solaire pour votre maison

Une cellule photovoltaïque seule ne peut pas produire suffisamment d’électricité utilisable pour plus qu’un petit gadget électronique. Afin de produire la quantité d’énergie dont une maison pourrait avoir besoin, les cellules solaires sont câblées ensemble pour créer des panneaux solaires, qui sont installés en groupes pour former un système d’énergie solaire. Un panneau solaire résidentiel typique avec 60 cellules photovoltaïques combinées peut produire de 220 à plus de 400 watts de puissance.

En fonction de facteurs tels que la température, les heures d’ensoleillement et la consommation d’électricité, les propriétaires auront besoin de différentes quantités de panneaux solaires pour produire suffisamment d’énergie. Quoi qu’il en soit, l’installation d’un système de panneaux solaires comprendra probablement plusieurs centaines de cellules photovoltaïques solaires travaillant ensemble pour générer du courant électrique. Vous pouvez utiliser le calculateur solaire EnergySage pour avoir une idée des économies que vous pourriez voir avec une installation de panneaux solaires.

Installez des panneaux solaires aujourd’hui pour commencer à générer de l’énergie à partir du soleil

Les cellules photovoltaïques solaires sont les éléments constitutifs des panneaux solaires, et tout propriétaire peut commencer à générer de l’électricité gratuite à partir du soleil avec une installation de panneaux solaires. Sur le marché solaire EnergySage, vous pouvez enregistrer votre propriété pour commencer à recevoir des devis d’installation solaire d’installateurs qualifiés. Alors que tous les devis impliquent des panneaux solaires fabriqués à partir de cellules photovoltaïques, la sortie des panneaux peut changer en fonction de la qualité de l’équipement. Si vous êtes spécifiquement intéressé à voir des devis pour des panneaux solaires à haute efficacité, laissez simplement une note sur votre profil pour que les installateurs puissent la voir.