Les différentes technologies photovoltaïques
1. Les panneaux solaires photovoltaïques
Principe de fonctionnement:
Lorsqu'un photon (particule de lumière) frappe une cellule solaire, il transmet son énergie à un électron, le libérant ainsi de son atome. Ces électrons libres se déplacent alors dans un champ électrique créé par une jonction PN, générant ainsi un courant électrique continu.
Types de cellules et caractéristiques:
- Monocristallines: Constituées d'un seul cristal de silicium, elles offrent un rendement élevé grâce à une structure cristalline très ordonnée.
- Polycristallines: Composées de plusieurs cristaux de silicium, elles sont moins chères à produire que les monocristallines mais ont un rendement légèrement inférieur.
- Amorphes: Utilisent du silicium amorphe, une forme non cristalline du silicium. Elles sont flexibles et peuvent être déposées sur de grandes surfaces, mais leur rendement est plus faible.
- Hétérojonctions: Combinent plusieurs matériaux semi-conducteurs pour améliorer le rendement et réduire les coûts.
2. Les concentrateurs solaires photovoltaïques (CSP)
Principe de fonctionnement:
La lumière solaire est concentrée sur une petite surface à l'aide de miroirs ou de lentilles. La chaleur générée est ensuite utilisée pour produire de la vapeur qui entraîne une turbine couplée à un générateur électrique.
Types de CSP:
- À tour central: Un champ de miroirs concentre la lumière sur une tour centrale où se trouve un récepteur.
- À plateaux paraboliques: Des miroirs paraboliques concentrent la lumière sur un tube contenant un fluide caloporteur.
- À disques de Stirling: Des miroirs concentrent la lumière sur un piston qui entraîne un alternateur.
3. Les cellules solaires organiques
Principe de fonctionnement:
Les matériaux organiques utilisés dans ces cellules absorbent la lumière et créent des excitons (paire électron-trou). Ces excitons se dissocient en électrons et trous qui sont ensuite collectés pour former un courant électrique.
Avantages:
- Fabrication à basse température: Permet de déposer les cellules sur des supports flexibles et légers
- Potentiel d'intégration dans les bâtiments: Facilité d'intégration dans les fenêtres, les murs, etc.
4. Les cellules solaires à perovskite
Principe de fonctionnement:
La perovskite est un matériau semi-conducteur à structure cristalline particulière. Lorsqu'elle est exposée à la lumière, elle génère des paires électron-trou qui sont séparées par une jonction PN pour produire un courant électrique.
Avantages:
- Fabrication peu coûteuse: Les matériaux utilisés sont abondants et faciles à synthétiser.
- Absorption de la lumière sur un large spectre: Permet de capter une plus grande partie de l'énergie solaire. Facteurs influençant le choix d'une technologie.
- Rendement: Le rendement d'une cellule solaire correspond à la proportion de l'énergie lumineuse incidente qui est convertie en électricité.
- Coût: Le coût de production et d'installation varie en fonction de la technologie et de la puissance installée.
- Durée de vie: La durée de vie d'un panneau solaire dépend de la qualité des matériaux et des conditions d'utilisation.
- Conditions d'installation: L'orientation, l'inclinaison et l'ombrage du site d'installation influencent la production d'énergie.
- Applications: Les différentes technologies sont adaptées à des applications spécifiques (toiture, façade, système isolé, etc.).
En résumé, le choix de la technologie photovoltaïque la plus adaptée dépend d'un ensemble de critères techniques, économiques et environnementaux. Il est recommandé de faire appel à un professionnel pour mener une étude de faisabilité et dimensionner l'installation en fonction de vos besoins.

