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Cellule photovoltaïque : définition

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Qu'est-ce qu'une cellule photovoltaïque (ou photopile) ? Définition.

Une cellule photovoltaïque (ou photopile) est un dispositif qui transforme l'énergie lumineuse en courant électrique. 

La première photopile a été développée aux États-Unis en 1954 par les chercheurs des laboratoires Bell, qui ont découvert que la photosensibilité du silicium pouvait être augmentée en ajoutant des "impuretés," une technique appelée le "dopage" qui est utilisée dans tous les semi-conducteurs. Mais en dépit de l'intérêt des scientifiques au cours des années, ce n'est que lors de la course vers l'espace que les cellules ont quitté les laboratoires. En effet, les photopiles représentent la solution idéale pour satisfaire les besoins en électricité à bord des satellites, ainsi que dans tout site isolé.

L'effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par Antoine Becquerel.

  • Les cellules mono-cristallines sont les photopiles de la première génération, elles ont un taux de rendement de 12 à 16%, mais la méthode de production est laborieuse et difficile, et donc, très chère car il faut une grande quantité d'énergie pour obtenir du cristal pur.
  • Les cellules polycristallines ont un rendement de 11 à 13%, mais leur coût de production est moins élevé.
  • Les cellules amorphes ont un coût de production bien plus bas, mais malheureusement leur rendement n'est que 8 à 10%. Cette technologie permet d'utiliser des couches très minces de silicium. On peut donc appliquer de très fines couches de silicium amorphe sur des vitres, du plastique souple ou du métal, par un procédé de vaporisation sous vide. C'est le silicium amorphe qu'on trouve le plus souvent dans les petits produits de consommation comme les calculatrices et les montres, mais aussi plus récemment sur les grandes surfaces utilisées pour la couverture des toits.


Une cellule photovoltaïque produit toujours une tension d'environ 0,5 Volt, quelle que soit sa surface. Pour obtenir des niveaux de tension plus élevés, il faut relier les cellules individuelles en série pour que leurs valeurs s'additionnent. 

Plus la surface d'une cellule est grande, plus le courant sera grand. Le courant se mesure en Ampères. 

La tension se mesure en Volts. 

La puissance est le produit de la tension et le courant, mesurée en Watts

(Volts x Ampères = Watts)