I.3.2. Le principe de
fonctionnement d'une cellule solaire
Une cellule photovoltaïque est un dispositif qui permet
de transformer l'énergie solaire en énergie électrique.
Cette transformation est basée sur les trois mécanismes suivants
:
Ø Absorption des photons (dont l'énergie est
supérieure au gap) par le matériau constituant le dispositif ;
Ø Conversion de l'énergie du photon en
énergie électrique, ce qui correspond à la création
du pair électron/trou dans le matériau semi -conducteur ;
Ø Collecte des particules générées
dans le dispositif ;
Le matériau constituant la cellule photovoltaïque
doit donc posséder deux niveaux d'énergie et être assez
conducteur pour permettre l'écoulement du courant d'où
l'intérêt des semi-conducteurs pour l'industrie
photovoltaïque. Afin de collecter les particules
générées, un champ électrique permettant de
dissocier les paires électron/trou créés est
nécessaire. Pour cela on utilise le plus souvent une jonction P-N.
d'autres structures, comme les hétérojonctions et les Schottky
sont également utilisées.
I.3.3 Caractéristique
d'une cellule photovoltaïque
I.3.3.1 Caractéristique i-v d'une cellule
photovoltaïque
Eclairée par le rayonnement solaire, une cellule
photovoltaïque est décrite par sa courbe caractéristique qui
retrace le courant quel débite en fonction de la tension à ses
bornes.
Figure 1 Caractéristique
i-v d'une cellule photovoltaïque
Si on branche aux bornes de la cellule photovoltaïque une
charge résistive, alors le point de fonctionnement sera
déterminé par l'intersection de la caractéristique I-V et
la droite de charge I=V/R sur cette courbe, on distingue les zones
suivantes :
A : est le point de fonctionnement nominal, il correspond
au de puissance maximale.
MB : cette zone correspond aux charges de faibles
impédances, dans ce cas, la cellule se comporte comme un
générateur de courant.
CN : cette zone, par contre, correspond aux charges
à impédances élevées, la cellule se comporte comme
un générateur de tension.
I.3.3.2 Caractéristique puissance-tension d'une
cellule photovoltaïque
La caractéristique puissance-tension (P-V) d'une
cellule photovoltaïque est obtenue à partir de sa
caractéristique courant-tension (I-V) comme la montre la figure
ci-dessous
Figure 2 Caractéristique
puissance-tension d'une cellule photovoltaïque
La puissance générée par une cellule
photovoltaïque est donnée par :
I.3.4. Facteur forme d'une
cellule photovoltaïque
C'est le rapport entre la puissance maximale
débitée et la puissance optimisée d'une cellule
photovoltaïque, il est donné par l'expression suivante :
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