COMMENT FONCTIONNE UNE CELLULE PHOTOVOLTAÏQUE ?
Une cellule photovoltaïque est l’élément de base d’un panneau solaire. C’est elle qui permet de transformer la lumière du soleil en électricité grâce à un phénomène physique appelé effet photovoltaïque.
Chaque cellule est fabriquée à partir d’un matériau semi-conducteur, le plus souvent du silicium, capable de convertir l’énergie lumineuse en courant électrique.
LE RÔLE DES PHOTONS ET DES ÉLECTRONS
La lumière du soleil est composée de particules appelées photons.
Lorsque ces photons frappent la cellule photovoltaïque, ils transmettent leur énergie aux électrons présents dans le silicium.
La cellule est constituée de deux couches de silicium dopées différemment (jonction PN), ce qui crée un champ électrique interne. Sous l’effet de la lumière, les électrons sont mis en mouvement et circulent dans une seule direction.
Ce déplacement d’électrons génère un courant électrique continu.
Pour boucler le circuit, les électrons passent par un circuit extérieur : c’est ce flux qui permet d’alimenter les équipements électriques après conversion par un onduleur.
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UNE PRODUCTION MÊME PAR TEMPS NUAGEUX
Les cellules photovoltaïques produisent de l’électricité dès qu’il y a de la lumière, y compris par temps couvert.
En revanche, lorsque l’ensoleillement est plus faible, la production diminue proportionnellement.
C’est pourquoi l’orientation, l’inclinaison et l’absence d’ombrage jouent un rôle essentiel dans la performance globale d’une installation.
DE LA CELLULE AU PANNEAU SOLAIRE
Une cellule photovoltaïque produit une faible quantité d’électricité.
Pour obtenir une puissance suffisante, plusieurs cellules sont assemblées et reliées entre elles pour former un module photovoltaïque, plus couramment appelé panneau solaire.
Les panneaux sont ensuite intégrés à une structure de montage, en toiture ou au sol, afin de constituer une installation photovoltaïque complète.
LES PRINCIPAUX COMPOSANTS D’UNE INSTALLATION PHOTOVOLTAÏQUE
Une installation solaire ne se limite pas aux panneaux. Elle comprend généralement :
- des panneaux photovoltaïques (modules solaires),
- une structure de fixation adaptée au support,
- des câbles électriques,
- un onduleur (ou des micro-onduleurs),
- un compteur électrique pour mesurer la production et/ou l’injection,
- éventuellement une batterie de stockage.
Chaque élément joue un rôle clé dans la performance et la durabilité du système.
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LES TECHNOLOGIES DE CELLULES PHOTOVOLTAÏQUES AUJOURD’HUI
Cellules en silicium monocristallin
Ce sont aujourd’hui les plus répandues sur le marché résidentiel.
Elles offrent un rendement élevé, généralement compris entre 20 et 23 %, avec une excellente durée de vie.
Cellules en silicium polycristallin
Autrefois très utilisées, elles sont désormais largement supplantées par le monocristallin.
Leur rendement est inférieur et leur présence sur le marché est devenue marginale.
Cellules à couches minces (amorphe, etc.)
Ces technologies offrent des rendements plus faibles, mais peuvent présenter un intérêt pour des usages spécifiques. Elles restent peu utilisées dans le résidentiel.
Cellules à base de pérovskite (technologie émergente)
Les cellules photovoltaïques pérovskite constituent une technologie prometteuse, avec un fort potentiel de rendement et des coûts de fabrication théoriquement plus faibles.
En laboratoire, elles atteignent déjà des rendements supérieurs à 25 %, notamment en configuration tandem avec le silicium.
Toutefois, leur stabilité et leur durabilité limitent encore leur déploiement à grande échelle. À ce stade, le silicium monocristallin reste la référence pour les installations résidentielles.
DES TECHNOLOGIES EN CONSTANTE ÉVOLUTION
Le photovoltaïque évolue rapidement grâce à :
- l’amélioration des rendements,
- les systèmes de gestion intelligente de l’énergie,
- le développement du stockage (batteries physiques ou virtuelles),
- l’intégration avec la domotique et les véhicules électriques.
Ces avancées permettent aujourd’hui d’optimiser l’autoconsommation et de réduire significativement la dépendance au réseau.
FAQ SUR LES CELLULES ET PANNEAUX PHOTOVOLTAÏQUES
Les panneaux solaires fonctionnent-ils lorsqu’il pleut ?
Oui. Les panneaux produisent de l’électricité même par temps nuageux ou pluvieux, mais avec un rendement réduit.
Quelle est la durée de vie d’un panneau photovoltaïque ?
Un panneau solaire a une durée de vie moyenne de 25 à 30 ans, avec une baisse progressive de rendement d’environ 0,5 % par an.
Les panneaux photovoltaïques sont-ils recyclables ?
Oui. Environ 95 % des matériaux composant un panneau photovoltaïque peuvent être recyclés via des filières spécialisées.
