☀️ Cellule Solaire Photovoltaïque : Fonctionnement et Composants

🔍 Définition

Une cellule solaire, ou cellule photovoltaïque, est un dispositif électrique qui convertit directement l’énergie lumineuse en électricité grâce à l’effet photovoltaïque. Elle constitue l’unité de base des panneaux solaires (ou modules photovoltaïques).

⚙️ Principe de fonctionnement

Le fonctionnement d'une cellule photovoltaïque repose sur trois étapes fondamentales :

1. Absorption de la lumière : la cellule capte les photons de la lumière incidente et génère des paires électron-trou (ou excitons).
2. Séparation des charges : les porteurs de charge de polarité opposée sont séparés dans le matériau semi-conducteur.
3. Extraction du courant : les électrons et les trous sont recueillis séparément aux bornes de la cellule, générant un courant électrique continu dans un circuit externe.

🧱 Structure d’une cellule photovoltaïque

La cellule est généralement fabriquée à partir d’une plaquette de silicium monocristallin. Elle comporte une grille de contact métallique en surface, composée de :

• Barres omnibus (ou busbars) : les bandes métalliques principales qui collectent le courant.
• Doigts de contact (fingers) : les fines lignes métalliques qui guident les électrons vers les barres omnibus.

💡 Applications

• Production d’électricité : à partir de la lumière solaire ou artificielle.
• Photodétecteurs : pour mesurer l’intensité ou la présence de lumière (visible ou infrarouge).
• Énergie autonome : dans les calculatrices, montres, stations météorologiques, capteurs connectés, etc.

🔥 Photovoltaïque vs Solaire Thermique

• Photovoltaïque : convertit la lumière en électricité.
• Solaire thermique : capte la lumière pour produire de la chaleur (chauffage, eau chaude, production indirecte d’électricité).

💧 Autres dispositifs connexes

• Cellule photoélectrochimique (ou photoélectrolytique) : convertit la lumière solaire en énergie chimique, par exemple pour produire de l’hydrogène à partir de l’eau (ex. : cellule de Becquerel, cellule à colorant).