Présentation

Article

1 - PHYSIQUE DU RAYONNEMENT SOLAIRE

2 - PHYSIQUE DU COMPOSANT PHOTOVOLTAÏQUE

3 - CARACTÉRISTIQUES ET RÉPONSE SPECTRALE

4 - CONVERTISSEUR PHOTOVOLTAÏQUE

Article de référence | Réf : BE8578 v2

Physique du composant photovoltaïque
Électricité photovoltaïque - Principes

Auteur(s) : Abdelilah SLAOUI

Relu et validé le 02 mars 2020

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

La production d'électricité d'origine photovoltaïque, basée sur la conversion de la lumière du soleil, est en pleine expansion depuis deux décennies. Les dispositifs photovoltaïques et leur usage en tant que générateur de courant sont présentés, avec des explications théoriques concernant l'énergie solaire. Et en conclusion, une question pratique : quel est le dimensionnement d'une installation photovoltaïque fournissant les besoins en énergie électrique d'une famille de quatre personnes ? On prendra en compte les données d'ensoleillement de la région d'habitation.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Photovoltaic electricity - Principles

The production of photovoltaic electricity, based on the conversion of sunlight has been in full development for two decades. Photovoltaic devices and their use as power generators are presented along with theoretical explanations concerning solar energy. This article concludes with a practical question: what photovoltaic installation design will meet the needs of a family of four? Data concerning daylight hours in the region of residence must be taken into consideration.

Auteur(s)

  • Abdelilah SLAOUI : Directeur de recherche - Laboratoire des Sciences de l’ingénieur, de l’informatique et de l’imagerie (ICUBE), CNRS et Université de Strasbourg

INTRODUCTION

La production d’électricité d’origine photovoltaïque, basée sur la conversion de la lumière du soleil, est en pleine expansion depuis deux décennies. Sa part dans le bouquet énergétique mondial de 2050 sera certainement importante compte tenu de la pénurie et/ou de la pollution des autres ressources.

Ce premier dossier [BE 8 578v2], consacré à la production d’électricité par conversion de la lumière du soleil à l’aide de cellules solaires, permet de donner au lecteur un minimum de connaissances des principes de la conversion photovoltaïque, incluant des notions relatives à l’énergie transmise par le soleil, ainsi que quelques éléments de physique des semi-conducteurs et des principaux mécanismes de transport des charges électriques. La connaissance des caractéristiques électriques fondamentales (tension, courant et rendement de conversion) du dispositif photovoltaïque et son usage en tant que générateur de courant (convertisseur lumière-électricité) sont nécessaires pour une évaluation rapide du dimensionnement d’une installation photovoltaïque.

Dans le dossier suivant [BE 8 579v2] les différentes filières d’élaboration du dispositif photovoltaïque de la cellule classique (à base de silicium massif) aux couches minces sont abordées ainsi que les potentialités d’autres matériaux semi-conducteurs binaires ou ternaires et organiques.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

principle   |   application   |   environment   |   energy

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-be8578


Cet article fait partie de l’offre

La construction responsable

(56 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

2. Physique du composant photovoltaïque

L’objectif de cette section est de présenter en termes simples quelques éléments du modèle physique du schéma de bandes dans les semi-conducteurs cristallins et de donner les formules de base qui régissent la répartition des électrons à l’équilibre thermodynamique et les mécanismes de la conduction électrique. Pour plus de détails sur cette partie, qui relève de la physique quantique des solides, on se référera à l’ouvrage d’Alain Ricaud  Photopiles solaires, ainsi que l’ouvrage Physique de l’état solide de Kittel .

2.1 Électrons dans un potentiel périodique, schéma de bandes

HAUT DE PAGE

2.1.1 Bandes d’énergie

Dans un cristal où les atomes sont liés à leurs proches voisins, il faut faire appel à la solution de l’équation de Schrödinger, proposée par Bloch en 1928, pour expliquer l’existence de bandes d’énergies permises séparées par une bande d’énergie interdite.

Pour ne pas rentrer dans des détails qui relèvent de la physique quantique des solides, il est suffisant de retenir qu’il existe une bande supérieure permise pour les électrons d’énergie E en fonction du vecteur d’onde (k ) de l’onde électromagnétique associée au photon :

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

La construction responsable

(56 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Physique du composant photovoltaïque
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - RICAUD (A.) -   Photopiles solaires « De la physique de la conversion photovoltaïque aux filières, matériaux et procédés ».  -  Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, Lausanne (1997).

  • (2) - KITTEL (C.) -   Physique de l’état solide.  -  Dunod Université, Paris (1994).

  • (3) - GREEN (M.A.), WANG (A.), ZHENG (G.F.), ZHANG (Z.), WENHAM (S.R.), ZHAO (J.), SHI (Z.), HONSBERG (C.B.) -   23,5 % efficiency and other recent improvements in silicon solar cell and module performance.  -  Proc. 12th EC PVSEC, p. 776, Amsterdam (1994).

  • (4) - YASUI (R.K.), SCHMIDT (L.W.) -   *  -  Proc. 8th IEEE PV specialists Conf., p. 110 (1970).

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

  • Électricité photovoltaïque – Matériaux et filières technolo-giques.

1 Sites Internet

(portails, pages personnelles, forums, listes de discussion)

HAUT DE PAGE

2 Événements

European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (EU PVSEC) : https://www.photovoltaic-conference.com/

IEEE Photovoltaics Specialist Conference (IEEE PVS) : https://www.ieee-pvsc.org/PVSC46/

European Materials Research Society (EMRS) Conference : https://www.european-mrs.com/

International School on Materials for Renewable Energy : https://agenda.ct.infn.it/event/1192/

Journées Nationales sur le Photovoltaïque (JNPV) : http://jnpv.geeps.centralesupelec.fr/

Journées Nationales de l’Énergie Solaire (JNES) : http://www.jnes.fr/

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

La construction responsable

(56 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS