L’histoire des sciences :

L’effet photovoltaïque

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1954

1820 1860 1900

1905

Théorie de la relativité restreinte

1920 19401840

1839

1873

1960

1942Construction aux

Etats-Unis du premier réacteur nucléaire.

1880

Historique

1954

1950

1973

1er choc pétrolier

1970 1980 1990 2000 2010

1958

2020

1973

1979

2ème choc pétrolier

1960

1983

Historique

Fonctionnement

Une cellule photovoltaïque est un composant électronique qui, exposé à la lumière (photons), génère une tension électrique (volt) (cet effet est appelé l'effet photovoltaïque).

Une présentation animée d’une cellule

Le silicium est actuellement le matériau le plus utilisé pour fabriquer les cellules photovoltaïques disponibles à un niveau industriel.

Fabrication

Fabrication

La pierre de silice est à la base de la production de cellules photovoltaïques.

La silice est un composé chimique (SiO2.). Le silicium (Si) est un élément de la famille des cristallogènes.

C'est l'élément le plus abondant sur la Terre après l'oxygène (27,6%). Il n'existe pas à l'état libre mais sous forme de dioxyde :

- la silice (dans le sable, le quartz, la cristobalite, ...) - les silicates (dans les feldspath, la kaolinite, …)

Procédé d’extraction : Divers traitements du sable permettent de purifier le silicium qui est alors chauffé et réduit dans un four. Le produit obtenu est un silicium dit métallurgique, pur à 98% seulement.Ce silicium est ensuite purifié chimiquement et aboutit au silicium de qualité électronique (pur à 99.999999% exactement) qui se présente sous forme liquide.

Par la suite, ce silicium pur va être enrichi en phosphore (qui deviendra la « partie N ») ou en bore (qui deviendra la « partie P »), afin de pouvoir le transformer en semi-conducteur

Fabrication

Fabrication

La production des cellules photovoltaïques nécessite de l'énergie, et on estime qu'une cellule photovoltaïque doit fonctionner environ 2 à 3 ans suivant sa technologie pour produire l'énergie qui a été nécessaire à sa fabrication.

Fabrication

Silicium polycristallin Silicium monocristallin Silicium amorphe

Energie solaire

Energie électrique

Panneauxsolaires

Batterie

(stockage)

Plomb-acide

Cadmium-Nickel

Energie électrique

Site isolé

Constitution d’un système PV Isolé

Régulateur

Cette batterie pourrait être par exemple une pile à combustible.

Production sur le site de Fécamp

Caractéristiques du panneau solaire

MPP

Remarque : Les caractéristiques électriques d’un panneau solaire dépendent évidemment des conditions météorologiques mais aussi de l’inclinaison et de l’orientation du panneau.

MPP

Caractéristiques du panneau solaire

Remarque : Pour optimiser la production, il est préférable d’utiliser le panneau au point de fonctionnement maximal (MPP)

Fin