Fonctionnement

Les composants utilisés

Les panneaux photovoltaïques sont des plaques composés de très nombreux capteurs que l'on appelle cellules photovoltaïques. Il existe plusieurs technologies différentes pour ces cellules:
    -les cellules de silicium polycristallin, représentant environ 57% du marché mondial
    -les cellules de silicium monocristallin, représentant environ 30.9% du marché mondial
    -les cellules de tellure de cadmium, représentant environ 5.5% du marché mondial
    -les cellules de silicium amorphe représentant 3.4% du marché mondial
    -les cellules au CIS (cuivre, indium, sélénium); CIGS (cuivre, indium, gallium, sélénium); CIGSS (cuivre, indium, gallium, disélénide, disumphide) et l'arséniure de gallium. Ces dernières représentent moins de 5% du marché

Nous détaillerons le fonctionnement de ces cellules plus tard.

Le reste du circuit électronique est constitué de conditionneurs : c'est à dire un ensemble de composants électronique actifs et/ou passifs tel que des résistances, des condensateur ou des AOP, afin de convertir la tension générée en une tension normalisé (12V pour la plupart).


Ensuite un onduleur permet de transformé le courant continue en un courant alternatif afin qu'il soit utilisable par le système électrique des habitations.

Principe physique de la cellule photovoltaïque

Nous allons nous intéresser au fonctionnement des cellules de silicium polycristallin car c'est le système le plus utilisé et le plus rentable.
La cellule photovoltaïque est composée de deux couches de silicium. La première couche, appelé zone P, est dopé au Bore: c'est-à-dire qu'on ajoute dans le silicium une petite quantité de Bore (on appelle ça une impureté) afin de créer un manque d'électron et ainsi de chargé positivement la couche de silicium.
L'autre couche, appelé zone N, est dopé de la même manière mais cette fois si avec du Phosphore pour la chargé négativement.
Une différence de potentiel est ainsi créé. Mais pour qu'il est un courant et donc une réelle tension électrique il faut qu'il est déplacement d'électron. Or dans le silicium, les électrons ne vont pas circuler naturellement (car le silicium n'est qu'un semi-conducteur).
C'est justement l'énergie apporté par les photons qui va donner l'énergie nécessaire à la circulation du courant.
Le système va se comporter comme une pile : la zone P est le +, la zone N est le -. Il est donc possible d'utiliser la tension à ces bornes.