Une cellule est un composant électrochimique unique capable de générer une tension continue en convertissant l'énergie chimique en énergie électrique . Plusieurs cellules d'une batterie sont généralement reliées électriquement entre elles pour atteindre des tensions plus élevées. On parle également de cellule photovoltaïque, le plus petit composant semi-conducteur d'un module PV, qui convertit l'énergie lumineuse en courant continu (tension et courant continu). On l'appelle aussi cellule solaire.
Le terme « cellule de batterie » désigne l'unité électrochimique fondamentale, ou l'assemblage d'électrodes, de séparateurs, d'électrolyte, de récipient et de bornes, qui sert de source d' énergie électrique en convertissant directement l'énergie chimique.
Une cellule photovoltaïque (PV) est un dispositif de production d'énergie qui exploite l'effet photovoltaïque pour transformer l'énergie solaire en électricité. Les cellules PV existent en différentes formes et tailles, mais elles utilisent toujours des semi-conducteurs pour interagir avec les photons solaires et produire un courant électrique.
Quelles sont les couches d'une cellule photovoltaïque ?
Une cellule photovoltaïque est composée de nombreuses couches de matériaux, chacune ayant une fonction particulière. La couche semi-conductrice, spécialement conçue, est la plus importante. Elle est constituée de deux couches distinctes (de type p et de type n) et c'est elle qui exploite l' effet photovoltaïque pour transformer l'énergie solaire en électricité utilisable.
Une couche de matériau conducteur collecte l'électricité produite de part et d'autre du semi-conducteur. Il est à noter que la face avant, ou éclairée, de la cellule doit utiliser les conducteurs avec parcimonie afin d'éviter de bloquer une trop grande partie du rayonnement solaire. En revanche, la face arrière, ou ombragée, peut être entièrement recouverte de conducteur.
Le revêtement antireflet est la dernière couche, appliquée uniquement sur la face éclairée de la cellule. En raison de la réflectivité intrinsèque des semi-conducteurs, les pertes par réflexion peuvent être importantes . Réduisez la quantité de rayonnement solaire réfléchie par la surface de la cellule en appliquant une ou plusieurs couches de revêtement antireflet.
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La cellule solaire est-elle efficace ?
Les cellules solaires sont très efficaces. Cependant, de nombreux facteurs influencent leur rendement ; c'est donc un élément essentiel de leur conception. Le principal facteur limitant est que les semi-conducteurs en silicium ne peuvent convertir qu'un quart de l'énergie solaire atteignant la Terre en électricité.
La physique des semi-conducteurs exige l'énergie photonique la plus faible, ou énergie de bande interdite, pour extraire un électron d'une structure cristalline. Un photon se transforme en énergie thermique lorsque son énergie est inférieure à la bande interdite. L'énergie de bande interdite du silicium est de 1.12 électronvolt.
