Une cellule solaire, ou une cellule photovoltaïque, est un dispositif électrique qui convertit l'énergie de la lumière directement en électricité par l'effet photovoltaïque, qui est un phénomène physique et chimique. Il s'agit d'une forme de cellule photoélectrique, définie comme un dispositif dont les caractéristiques électriques, telles que le courant, la tension ou la résistance, varient lorsqu'elles sont exposées à la lumière. Les dispositifs individuels de cellules solaires peuvent être combinés pour former des modules, autrement connu sous le nom de panneaux solaires. En termes de base, une cellule solaire à jonction unique en silicium peut produire une tension maximale en circuit ouvert d'environ 0,5 à 0,6 volts.

Les cellules solaires sont décrites comme étant photovoltaïques, indépendamment du fait que la source soit le soleil ou une lumière artificielle. Ils sont utilisés comme un détecteur de photo (par exemple des détecteurs infrarouges), détectant la lumière ou d'autres rayonnements électromagnétiques près de la plage visible, ou mesurant l'intensité lumineuse.

Le fonctionnement d'une cellule photovoltaïque (PV) nécessite trois attributs de base:

*L'absorption de la lumière, générant soit des paires de trous d'électrons, soit des exactions.

*La séparation des porteurs de charge de types opposés.

*L'extraction séparée de ces transporteurs vers un circuit externe.

En revanche, un collecteur solaire thermique fournit la chaleur en absorbant la lumière du soleil, dans le but de chauffage direct ou de production d'électricité indirecte à partir de la chaleur. D'autre part, une «cellule photoélectrolytique photo» désigne soit un type de cellule photovoltaïque (comme celle développée par Edmond Becquerel et des cellules solaires modernes sensibilisées par les colorants), soit un dispositif qui divise l'eau directement en hydrogène et l'oxygène en utilisant seulement l'illumination solaire.

Théorie Schéma de la collecte des charges par les cellules solaires. La lumière transmet par l'électrode conductrice transparente créant des paires de trou d'électron, qui sont recueillies par les deux électrodes.

Les photons dans la lumière du soleil ont frappé le panneau solaire et sont absorbés par des matériaux semi-conducteurs, tels que le silicium.

Les électrons sont excités de leur orbite moléculaire/atomique actuelle. Une fois excité un électron peut soit dissiper l'énergie que la chaleur et revenir à son orbitale ou de voyage à travers la cellule jusqu'à ce qu'il atteigne une électrode. Le courant circule à travers le matériau pour annuler le potentiel et cette électricité est capturée. Les liaisons chimiques du matériau sont vitales pour que ce processus fonctionne, et généralement le silicium est utilisé en deux couches, une couche étant dopée avec du bore, l'autre phosphore. Ces couches ont des charges électriques chimiques différentes et ensuite les deux conduisent et dirigent le courant des électrons.

Un tableau de cellules solaires convertit l'énergie solaire en une quantité utilisable d'électricité à courant continu (DC).

Un onduleur peut convertir l'alimentation en courant alternatif (AC).

La cellule solaire la plus communément connue est configurée comme une grande zone p?? n jonction fabriquée à partir de silicium. Les autres types de cellules solaires possibles sont les cellules solaires organiques, les cellules solaires sensibilisées par teinture, les cellules solaires pérovskite, les cellules solaires à points quantiques, etc. Le côté éclairé d'une cellule solaire a généralement un film conducteur transparent pour permettre à la lumière d'entrer dans le matériel actif et de collecter les porteurs de charge générés. Typiquement, les films à haute transmission et à haute conductance électrique tels que l'oxyde d'étain d'indium, les polymères conducteurs ou les réseaux de nanofils conducteurs sont utilisés dans le but