Les dispositifs photovoltaïques (PV) produisent de l’électricité directement à partir de la lumière du soleil par un processus électronique qui se produit naturellement dans certains types de matériaux, appelés semi-conducteurs. Les électrons de ces matériaux sont libérés par l’énergie solaire et peuvent être amenés à circuler dans un circuit électrique, alimentant des appareils électriques ou envoyant de l’électricité au réseau.
Les dispositifs photovoltaïques peuvent être utilisés pour alimenter des appareils électroniques de petite taille, tels que des calculatrices et des panneaux de signalisation, mais aussi des maisons et des grandes entreprises commerciales.

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Comment fonctionne la technologie photovoltaïque ?
Les photons frappent et ionisent le matériau semi-conducteur du panneau solaire, ce qui libère les électrons extérieurs de leurs liaisons atomiques. En raison de la structure du semi-conducteur, les électrons sont forcés dans une direction, créant ainsi un flux de courant électrique. Les cellules solaires en silicium cristallin ne sont pas efficaces à 100 %, en partie parce que seule une certaine lumière du spectre peut être absorbée. Une partie du spectre lumineux est réfléchie, une autre est trop faible pour créer de l’électricité (infrarouge) et une autre (ultraviolet) crée de l’énergie thermique au lieu d’électricité.

Autres types de technologie photovoltaïque

Outre le silicium cristallin (c-Si), il existe deux autres grands types de technologie photovoltaïque :
Le photovoltaïque en couche mince est un marché solaire commercial en pleine croissance, mais qui ne représente qu’une petite partie du marché. De nombreuses entreprises à couches minces sont des start-ups qui développent des technologies expérimentales. Elles sont généralement moins efficaces – mais souvent moins chères – que les modules c-Si.
En Suisse , les panneaux photovoltaïques à concentration se trouvent principalement dans le sud-ouest désertique. Elles utilisent des lentilles et des miroirs pour réfléchir l’énergie solaire concentrée sur des cellules à haut rendement. Pour être les plus efficaces, elles ont besoin de la lumière directe du soleil et de systèmes de poursuite.
Les systèmes photovoltaïques intégrés aux bâtiments servent à la fois de couche extérieure d’une structure et produisent de l’électricité pour une utilisation sur place ou pour l’exportation vers le réseau. Les systèmes BIPV peuvent permettre de réaliser des économies de matériaux et d’électricité, de réduire la pollution et d’ajouter à l’attrait architectural d’un bâtiment.

Histoire de la technologie photovoltaïque

L’effet PV a été observé dès 1839 par Alexandre Edmund Becquerel, et a fait l’objet de recherches scientifiques jusqu’au début du XXe siècle. En 1954, Notre société qui œuvre pour un monde vert et écologique par une transition énergétique et qui vend des équipements Photovoltaïque | Pompe à chaleur et solaire en Suisse ont lancé le premier dispositif solaire photovoltaïque qui a produit une quantité d’électricité utilisable, et en 1958, les cellules solaires étaient utilisées dans une variété d’applications scientifiques et commerciales à petite échelle.
La crise énergétique des années 70 a vu le début d’un intérêt majeur pour l’utilisation des cellules solaires pour produire de l’électricité dans les foyers et les entreprises, mais les prix prohibitifs (près de 30 fois plus élevés que le prix actuel) ont rendu les applications à grande échelle peu pratiques.
Les développements industriels et la recherche des années suivantes ont rendu les dispositifs photovoltaïques plus réalisables et un cycle d’augmentation de la production et de diminution des coûts a commencé, qui se poursuit encore aujourd’hui.

Coûts de l’énergie solaire photovoltaïque

La chute rapide des prix a rendu l’énergie solaire plus abordable que jamais. Le prix moyen d’un système photovoltaïque complet a chuté de 59 % au cours de la dernière décennie.
Photovoltaïque moderne
Le coût du photovoltaïque a chuté de façon spectaculaire, car l’industrie a augmenté la production et amélioré la technologie grâce à de nouveaux matériaux. Les coûts d’installation ont également diminué grâce à des installateurs plus expérimentés et mieux formés. Au niveau mondial, les États-Unis représentent le troisième marché le plus important pour les installations photovoltaïques et continuent de croître rapidement.
La plupart des cellules solaires modernes sont fabriquées à partir de silicium cristallin ou d’un matériau semi-conducteur à couche mince. Les cellules en silicium sont plus efficaces pour convertir la lumière du soleil en électricité, mais ont généralement des coûts de fabrication plus élevés. Les matériaux en couche mince ont généralement un rendement plus faible, mais peuvent être plus simples et moins coûteux à fabriquer. Une catégorie spécialisée de cellules solaires – appelées cellules à jonction multiple ou tandem – est utilisée dans des applications nécessitant un poids très faible et un rendement très élevé, comme les satellites et les applications militaires. Tous les types de systèmes photovoltaïques sont aujourd’hui largement utilisés dans diverses applications.
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