L’effet photovoltaïque L’histoire des sciences : L’effet photovoltaïque Ce diaporama possède de nombreux liens, pensez à survoler les images…

1873 1840 1839 1954 1820 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1905 Théorie de la relativité restreinte 1942 Construction aux Etats-Unis du premier réacteur nucléaire. Historique

1958 1983 1954 1973 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 1973 1er choc pétrolier 1979 2ème choc pétrolier Historique

Une cellule photovoltaïque est un composant électronique qui, exposé à la lumière (photons), génère une tension électrique (volt) (cet effet est appelé l'effet photovoltaïque). Une présentation animée d’une cellule Fonctionnement

Le silicium est actuellement le matériau le plus utilisé pour fabriquer les cellules photovoltaïques disponibles à un niveau industriel. Fabrication

La pierre de silice est à la base de la production de cellules photovoltaïques. La silice est un composé chimique (SiO2.). Le silicium (Si) est un élément de la famille des cristallogènes. C'est l'élément le plus abondant sur la Terre après l'oxygène (27,6%). Il n'existe pas à l'état libre mais sous forme de dioxyde : - la silice (dans le sable, le quartz, la cristobalite, ...) - les silicates (dans les feldspath, la kaolinite, …) Fabrication

Procédé d’extraction : Divers traitements du sable permettent de purifier le silicium qui est alors chauffé et réduit dans un four. Le produit obtenu est un silicium dit métallurgique, pur à 98% seulement. Ce silicium est ensuite purifié chimiquement et aboutit au silicium de qualité électronique (pur à 99.999999% exactement) qui se présente sous forme liquide. Par la suite, ce silicium pur va être enrichi en phosphore (qui deviendra la « partie N ») ou en bore (qui deviendra la « partie P »), afin de pouvoir le transformer en semi-conducteur Fabrication

La production des cellules photovoltaïques nécessite de l'énergie, et on estime qu'une cellule photovoltaïque doit fonctionner environ 2 à 3 ans suivant sa technologie pour produire l'énergie qui a été nécessaire à sa fabrication. Fabrication

Fabrication Silicium polycristallin Silicium monocristallin Silicium amorphe Fabrication

Constitution d’un système PV Isolé Panneaux solaires Régulateur Energie solaire Site isolé Energie électrique Energie électrique Batterie (stockage) Plomb-acide Cadmium-Nickel Cette batterie pourrait être par exemple une pile à combustible. Constitution d’un système PV Isolé

Production sur le site de Fécamp

Caractéristiques du panneau solaire MPP Remarque : Les caractéristiques électriques d’un panneau solaire dépendent évidemment des conditions météorologiques mais aussi de l’inclinaison et de l’orientation du panneau. Caractéristiques du panneau solaire

Caractéristiques du panneau solaire MPP Remarque : Pour optimiser la production, il est préférable d’utiliser le panneau au point de fonctionnement maximal (MPP) Caractéristiques du panneau solaire

Fin

L’effet photovoltaïque Historique : 1839 : Découverte de l’effet photovoltaïque par Alexandre Edmond Becquerel. Il avait observé que certains matériaux faisaient des étincelles lorsqu’ils étaient exposés à la lumière. Il démontra qu’il s’agissait d’une conversion directe de la lumière en électricité. Remarque : Alexandre Edmond Becquerel est le père de Henri Becquerel (1852-1908), qui découvrit la radioactivité en 1896.

L’effet photovoltaïque Historique : 1873 : Découverte de la photoconductivité du sélénium par Willoughby Smith

L’effet photovoltaïque Historique : 1954 : Trois chercheurs américains, Gerald Pearson,Daryl Chapin et Calvin Fuller, mettent au point une cellule photovoltaïque à haut rendement au moment où l’industrie spatiale naissante cherche des solutions nouvelles pour alimenter ses satellites.

L’effet photovoltaïque Historique : 1958 : Une cellule avec un rendement de 9 % est mise au point. Les premiers satellites alimentés par des cellules solaires sont envoyés dans l’espace.

L’effet photovoltaïque Historique : 1973 : La première maison alimentée par des cellules photovoltaïques est construite à l’Université de Delaware.

L’effet photovoltaïque Historique : 1983 : La première voiture alimentée par énergie photovoltaïque parcourt une distance de 4 000 km en Australie.

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