Cellule solaire : le principe et les applications

Le principe de fonctionnement Les cellules photovoltaïques sont des composants électroniques.
Elles possèdent la particularité de pouvoir capter les photons (les particules de lumière) et de les convertir en électricité.
La différence de potentiel Cette conversion, nommée effet photovoltaïque, est en réalité l’apparition d’une différence de potentiel entre les deux extrémités de la cellule.

En effet, les photons (particules de lumière) qui vont entrer en contact avec la cellule vont faire sortir des électrons de leur orbite gravitationnelle normale (en créant un trou) et la cellule va les obliger à se diriger du côté opposé du dispositif.
Il apparaît ainsi une différence de potentiel de même type que ceux qu’on trouve dans les piles, car tous les électrons se trouvent dans une zone (pôle négatif) et tous les espaces où ils ont été arrachés (trous) de l’autre (pôle positif).
Entre les deux pôles, ne se trouvent ni électrons ni trou, c’est ce qui induit la tension, le courant.

Le transport de l’énergie Pour véhiculer l’énergie, les cellules sont constituées de matériaux semi-conducteurs photosensibles.
En absorbant les photons, l’énergie se met à circuler et l’intensité (le voltage) de celle-ci est fonction de la longueur d’onde et de l’intensité du rayonnement capté.
Applications Une surface importante Les cellules solaires remplacent de plus en plus les piles.
Toutefois, les cellules photovoltaïques nécessitent une surface suffisamment importante.
De plus, il faut qu’elles soient suffisamment exposées à la lumière pour produire de l’énergie.
La miniaturisation Toutefois, la miniaturisation des systèmes permet désormais des applications multiples.
On retrouve des cellules photovoltaïques dans certains parcmètres, dans de nombreux gadgets, les cellules solaires, isolées, qui peuvent également servir à fournir de l’éclairage de jardin par exemple.
Par ailleurs, les rovers martiens utilisés par la Nasa fonctionnent à l’énergie solaire, un bateau tout solaire effectue actuellement (2011) un tour du monde écolo et des modules solaires volants ont vu le jour.
Les centrales solaires Mais, pour produire l’électricité suffisante pour des habitations ou un réseau public complet de distribution, il faut passer par des centrales solaires photovoltaïques et par des fermes solaires (un groupement de nombreux panneaux solaires) comme plusieurs apparaissent en France.