Les systèmes photovoltaïques (PV) utilisent un processus électronique qui se produit naturellement dans certains types de matériaux, appelés semi-conducteurs, pour créer de l’énergie directement à partir du soleil. Après avoir été libérés par l’énergie solaire, les électrons de ces matériaux peuvent être forcés à se déplacer dans un circuit électrique pour alimenter des appareils électriques ou alimenter le réseau électrique.

Les dispositifs photovoltaïques peuvent alimenter tous les appareils, depuis les petits appareils électroniques comme les calculatrices et les panneaux de signalisation jusqu’aux résidences et aux grandes entreprises commerciales.

Comment fonctionne la technologie solaire ?

Le matériau semi-conducteur du panneau solaire subit l’impact des photons, qui l’ionisent et libèrent les électrons extérieurs de leurs liaisons atomiques. Les électrons sont poussés dans une direction par la structure du semi-conducteur, ce qui entraîne un flux de courant électrique. Comme seules certaines longueurs d’onde de la lumière peuvent être absorbées, les cellules solaires en silicium cristallin ne sont pas entièrement efficaces. Une partie du spectre électromagnétique est réfléchie, une partie (infrarouge) est trop faible pour produire de l’électricité, et une partie (ultraviolet) produit de l’énergie thermique plutôt que de l’électricité.

Autres types de technologies photovoltaïques

Le silicium cristallin (c-Si) est l’une des trois principales formes de technologie photovoltaïque. Les deux autres sont :

• Couches minces : Le photovoltaïque est un segment mineur mais en pleine expansion du marché solaire commercial. De nombreuses entreprises de couches minces sont des start-ups qui créent une nouvelle technologie. Ils sont généralement moins efficaces que les modules c-Si, mais ils sont fréquemment moins chers.
• Les panneaux photovoltaïques à concentration se trouvent principalement en Ile-de-France. Ils reflètent l’énergie solaire concentrée sur des cellules à haut rendement à l’aide de miroirs et de lentilles. Pour de meilleurs résultats, ils ont besoin de systèmes de suivi et d’un ensoleillement direct.
• Les systèmes photovoltaïques intégrés aux bâtiments fonctionnent comme l’extérieur d’un bâtiment et produisent de l’électricité qui peut être utilisée sur place ou exportée vers le réseau. Les systèmes BIPV peuvent minimiser la pollution, économiser sur les matériaux et l’électricité, et améliorer l’aspect esthétique d’une structure.

Histoire de la technologie photovoltaïque

Alexandre Edmund Becquerel a fait la première observation connue de l’effet PV en 1839, et celui-ci a fait l’objet d’études scientifiques jusqu’au début du 20e siècle.

L’utilisation de cellules solaires pour produire de l’électricité dans les foyers et les entreprises a d’abord gagné en popularité lors de la crise énergétique des années 1970, mais une mise en œuvre à grande échelle était impossible en raison des coûts prohibitifs (environ 30 fois plus que le prix actuel).

Les dispositifs photovoltaïques sont devenus plus pratiques grâce aux progrès de l’industrie et de la recherche dans les années qui ont suivi, et un cycle d’augmentation de la production et de baisse des coûts a commencé. Ce cycle est toujours en cours actuellement.