Chapitre I
Généralités sur les
cellules solaires
photovoltaïques
1-1 Historique du photovoltaïque:
La découverte de l'effet photovoltaïque remonte
à l'année 1839 quand le physicien français Edmond
Becquerel observa le changement de la tension d'une électrode en platine
sous l'effet de l'illumination avec la lumière, Einstein en expliqua le
mécanisme en 1912, mais cela resta une curiosité scientifique de
laboratoire. La génération d'une petite quantité
d'électricité par l'illumination de certains solides tels que le
sélénium fut étudiée par Heinrich Hertz dès
les années 1870. Avec des rendements de l'ordre de 1%, le
sélénium fut rapidement adopté par des photographes comme
luxmètre. De rapides progrès furent obtenus dès les
années 1954 par les équipes des Bell Laboratoires aux Etats-Unis
qui fabriquèrent la première cellule au silicium cristallin d'un
rendement de 4% à partir du procédé de tirage de
Czochralski. Ce furent en fait les programmes spatiaux qui donnèrent
à cette technologie ses premières applications pratiques. En 1958
le satellite artificiel américain Vanguard emporta un petit
générateur solaire pour alimenter sa radio. La première
maison avec une installation photovoltaïque voit le jour en 1973 à
l?université de Delaware aux Etats-Unis d?Amérique.
En 2001, SHMIDT-MENDE réalisent une cellule solaire
auto-assemblée à base de cristaux liquides de hexabenzocoronene
et pérylène. L?entreprise Fujikura (fabriquant de composés
électroniques) est parvenue à faire fonctionner une cellule
photovoltaïque organique de type DSSC (Dye-Sensilized Solar Cell ou
cellule Gratzeal) en continu à une température de 85C° et
à taux d'humidité de 85% pendant 1000 heures. Durant ces
dernières années le marché du P.V s?est
considérablement développé avec l?amélioration du
rendement de conversion et la réduction des couts de production due
à la substitution du Si par des matériaux organiques.
1-2 Définition d'une cellule
photovoltaïque:
Le mot photovoltaïque est composé du terme photo,
qui signifie lumière et de voltaïque dont l?origine est le nom du
découvreur de la pile électrique Volta. Une cellule
photovoltaïque est un composant électronique qui exposé
à la lumière (photons) génère une tension
électrique (volt) donc basée sur l?effet photovoltaïque qui
se définit par la transformation directe d?une énergie
électromagnétique (rayonnement)
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en énergie électrique de type continu directement
utilisable. Le courant obtenu est un
courant continu et la tension obtenue
est de l?ordre de 0.5 V. Les cellules
photovoltaïques sont
constituées de semi-conducteurs à base de silicium (Si), de
sulfure de cadmium (CdS), ou d?autres oxydes tels le dioxyde de
titane (TiO2) etl?oxyde de zinc (ZnO) ; elles se présentent
sous la forme de deux fines plaques en
contact étroit ; ce semi-conducteur est pris en sandwich
entre deux électrodes métallique et le tout est
protégé par une vitre.
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