Les panneaux photovoltaïques représentent une révolution en termes de production électrique. Cependant ils ont besoin d’un élément principal pour fonctionner : les cellules photovoltaïques. Constituées de composants électroniques, elles sont essentielles aux panneaux. En effet, leur rôle consiste à récupérer l’énergie solaire pour en faire de l’électricité.

Pour fabriquer une cellule, on utilise différents matériaux semi-conducteurs. Dans cette perspective, les éléments en question correspondent à un isolant électrique afin que les électrons puissent produire du courant. En outre, les cellules photovoltaïques sont composées d’un matériau principal : le silicium. Provenant du silice, cette matière est facilement trouvable sur Terre, notamment dans le sable ou le quartz. Une cellule photovoltaïque est donc un composant électrique constitué de plusieurs couches de silicium.

Vous pouvez noter que d’autres matériaux peuvent être utilisés pour la création d’une cellule solaire, comme le cuivre d'indium et le pérovskite.

Attention cependant car, même si elle est composée de plusieurs couches, une cellule est très fine. Son épaisseur totale est équivalente à celle d’une feuille de papier, soit 200 μm. Enfin, pour vous délivrer une puissance optimale, les panneaux photovoltaïques comptent entre 60 et 72 cellules.

Nous allons à présent nous recentrer sur le fonctionnement d'une cellule photovoltaïque. Comme vu précédemment, c’est un élément primordial aux modules solaires étant donné qu’elles permettent la transformation d’énergie solaire en électricité.

Afin de débuter cette explication, nous devons nous appuyer sur des notions de physique, et notamment sur la notion d’atomes. En effet, une cellule photovoltaïque est composée principalement de silicium. Ce dernier est, lui, constitué de plusieurs atomes. Qu’est-ce qu’un atome ? Un atome est l’assemblage d’un noyau et de plusieurs électrons gravitant autour de celui-ci.

Les rayons du soleil dispersent des particules qu’on appelle des photons. Ces derniers, mis au contact des électrons présents dans le silicium, se mettent en action pour créer du courant électrique. Toutefois, pour concevoir ce courant, il faut un pôle positif et un pôle négatif. De cette manière, est associé au silicium cristallin, du bore et du phosphore. Le bore, ayant une charge positive, va permettre au silicium d’obtenir un pôle positif. D’un autre côté, le phosphore qui possède une charge négative, va donc servir de pôle négatif. Grâce à ces polarités, les électrons peuvent se déplacer autour des pôles. C’est ce mouvement qui va générer le courant électrique.

Attention à ne pas se précipiter. Le courant électrique produit par les panneaux solaires n’est pas utilisable tel quel. Le micro-onduleur a pour objectif de convertir le courant afin qu’il soit utilisable pour vos appareils domestiques. Une fois fait, l'électricité continue transformée en électricité alternative est injectée dans le logement. Vous pouvez désormais utiliser votre production photovoltaïque.

Comme vu précédemment, les cellules photovoltaïques peuvent être constituées de différents matériaux. Les principaux types de cellules photovoltaïques sont les suivantes :

• Les cellules photovoltaïques en silicium monocristallin : ce type de cellules est, comme son nom l’indique, fabriqué à partir d’un seul cristal de silicium. De couleur noire, le silicium monocristallin possède un rendu assez esthétique. Il dispose également d’un très bon rendement. On estime ce rendement à hauteur de 20 %. Du fait de cette efficacité, les panneaux contenant des cellules monocristallines sont plus chers.
• Les cellules photovoltaïques en silicium polycristallin : une cellule photovoltaïque en silicium dit polycristallin, est elle, composée, contrairement à la précédente, de plusieurs cristaux de silicium. Visuellement parlant, cette typologie de cellules est plutôt de couleur bleutée avec un aspect marbré causé par l’assemblage des différents cristaux. Leur rendement se situe généralement à 15 %. C’est légèrement moins que le silicium monocristallin. De ce fait, ce genre de cellule est moins cher.
• Les cellules photovoltaïques en silicium amorphe : le silicium amorphe est plus léger que les 2 types de silicium vus jusqu’ici. Leur poids, allégé, entraîne néanmoins un rendement inférieur. En effet, il est évalué à 7 %. En ce qui concerne leur design, ces derniers sont gris foncés et très souvent combinés au cuivre indium. Du fait de leur légèreté, cet équipement est pliable, ce qui le rend adaptable à plusieurs surfaces.

Nous l’avons vu, les panneaux photovoltaïques nécessitent d’être composés de cellules qui sont majoritairement composées de silicium ou de cuivre indium. Cependant, des innovations permettent de faire naître d’autres cellules, à partir d’autres molécules (organiques ou synthétiques). Ces solutions sont encore très peu exploitées, étant encore à l’état de recherche.

Commençons tout d’abord avec la cellule photovoltaïque organique. Sur cette sorte de cellule, la couche active se compose de matériaux semi-conducteurs organiques possédant un atome de carbone. Ainsi, l’objectif est de réduire les coûts de fabrication, habituellement élevés pour le photovoltaïque. Bien que cela représente une avancée majeure, ce type de cellule n’est pas encore disponible. En effet, le rendement actuel de cette technologie ne permet pas d’utiliser cette alternative.

Ensuite, nous avons les pérovskites, un tout nouveau type de cellules. Cette fois, dans ce nouveau concept, c’est un matériau hybride qui est utilisé. On retrouve une partie organique et une autre inorganique. Comme les avancées précédentes, le principal avantage de cette sorte de cellule est le coût de production relativement bas. Cependant, à l’instar des cellules organiques, le rendement produit en laboratoire n’est pas encore confirmé de manière à rendre les cellules performantes dans la vie effective.

En conclusion, il va falloir patienter encore quelques années avant de pouvoir voir ces cellules industrialisées. Cependant, elles possèdent un avis très prometteur, et sont donc à ne pas négliger.

Intéressé par le photovoltaïque ? N’hésitez plus et demandez dès maintenant votre devis auprès de nos conseillers. Notre équipe d’experts se fera un plaisir de vous accompagner dans votre projet afin que le rêve de l’énergie solaire devienne votre réalité !