PHOTOVOLTAÏQUE

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Gisement solaire : répartition

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Photovoltaïque : bande d'une cellule à jonction n+p

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Photovoltaïque : fonctionnement d'une cellule

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Photovoltaïque : rendement de conversion énergétique d'une cellule

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Parmi toutes les énergies renouvelables, la conversion photovoltaïque de l'énergie solaire en électricité a de quoi séduire. Surtout si on regarde son rendement de conversion énergétique (c'est-à-dire le rapport de l'énergie électrique produite sur l'énergie primaire fournie, ici rayonnée par le Soleil), qui est à près de 25 p. 100 en laboratoire et de 16 à 17 p. 100 en production industrielle sans concentration. Le rendement d'un système fondé sur la combustion d'un minerai fossile est au mieux de 30 à 35 p. 100, c'est-à-dire au niveau de ce qu'on sait faire en photovoltaïque avec la concentration du rayonnement solaire (cf. chap. 6), de sorte qu'on peut raisonnablement penser que l'énergie électrique d'origine solaire pourra devenir rentable dès le milieu du xxie siècle. Ce fleuron des énergies renouvelables, avec son image de haute technologie, va-t-il réussir à s'imposer et, pourquoi pas, devenir la principale énergie du IIIe millénaire ?

 Historique

En 1839, Antoine Becquerel publie un Mémoire sur les effets électriques produits sous l'influence des rayons solaires relatif à une expérience menée par son fils Edmond avec une pile constituée par des électrodes de platine et de cuivre oxydé plongeant dans une solution électrolytique acide. Cette pile est capable de fournir un courant dès l'instant où elle est éclairée. En 1877, W. G. Adams et R. E. Day découvrent l'effet photovoltaïque du sélénium, et C. Fritts met au point le premier panneau photovoltaïque à base de cellules au sélénium. Il est surtout le premier à croire à l'énorme potentiel de l'énergie solaire. À cette époque, le niveau des connaissances scientifiques ne permettait pas d'expliquer le fonctionnement de ces dispositifs, et ce n'est qu'en 1905 qu'Albert Einstein publie un article convaincant sur l'effet photoélectrique, ce qui lui a valu le prix Nobel en 1921.

Depuis cette date, les recherches n'amenèrent pas de grands progrès, mais, en 1940, Adler, reprenant une idée émise par Garrison en 1923, montre que la tension de circuit ouvert d'une cellule photovoltaïque varie comme le logarithme de l'intensité d'illumination, alors que le courant varie d'une façon linéaire (Auwers et Kerschbaum). R. S. Ohl décrit, en 1941, la première réalisation d'une jonction p-n dans le


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Écrit par :

  • : ingénieur de recherche au C.N.R.S., docteur-ès sciences physiques (doctorat d'État), membre du programme énergie du C.N.R.S.

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Pour citer l’article

Jean-Claude MULLER, « PHOTOVOLTAÏQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 novembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/photovoltaique/