Les cellules solaires photovoltaïques sont des matériaux semi-conducteurs conçus pour convertir la lumière du soleil en électricité. Vous pouvez penser à un semi-conducteur comme une étagère vide au-dessus d'une poubelle pleine de balles rebondissantes - où les balles sont comme des électrons dans un semi-conducteur. Les balles dans la corbeille ci-dessous ne peuvent pas bouger très loin, donc le matériau est mal conduit. Mais si une balle saute jusqu'à l'étagère, elle peut rouler très facilement, de sorte que le matériau se transforme en un bon conducteur. Lorsque la lumière du soleil entre dans un semi-conducteur, elle peut soulever une balle de la poubelle et la mettre sur l'étagère. On pourrait penser que plus il y a de soleil, mieux c'est: plus de balles seront placées sur l'étagère, plus de courant provenant de la cellule solaire. Mais plus de lumière du soleil peut également signifier des températures plus élevées - et des températures plus élevées réduisent généralement la puissance d'une cellule solaire.
Semiconducteurs
Quand la lumière solaire entre dans une cellule solaire, elle ajoute de l'énergie aux électrons, mais ces électrons énergétiques ne font rien de bon dans la cellule solaire - ils doivent sortir. Les cellules solaires sont donc conçues pour que l'étagère soit inclinée. Une balle sur l'étagère roule rapidement. Si vous construisez un tube à partir du bord inférieur de l'étagère qui s'enroule autour de la poubelle, les boules vont couler hors de la cellule solaire et revenir. C'est plus ou moins ce qui se passe quand des fils électriques sont branchés à une cellule solaire - les électrons sont captés par la lumière du soleil et poussés dans un circuit.
Puissance d'une cellule solaire
En termes électriques , la puissance est la tension multipliée par le courant. Le courant se réfère au nombre d'électrons expulsés de la cellule solaire, et la tension se réfère à la "poussée" que chaque électron obtient. En repensant à la poubelle et à l'étagère, le courant est le nombre de billes placées sur l'étagère chaque seconde et la tension est la hauteur de l'étagère.
Quand le soleil devient plus clair. il donne de l'énergie à plus d'électrons - soulève plus de balles sur l'étagère - mais l'étagère ne devient pas plus haute. Autrement dit, la tension d'une cellule solaire dépend de la façon dont la cellule solaire est construite, tandis que le courant maximum dépend de la quantité de lumière solaire qu'elle absorbe. La tension et le courant dépendent également d'autres facteurs. L'un d'entre eux est la température.
Les effets de la température
La température mesure la quantité de mouvement. Dans le cas d'un semi-conducteur, la température mesure le déplacement des électrons et le déplacement des porteurs de ces électrons. Encore une fois en pensant à l'étagère et à la poubelle, lorsqu'un semi-conducteur est plus chaud, c'est comme si les balles barattaient et rebondissaient dans la poubelle et que l'étagère au-dessus vibrait de haut en bas.
cellule, les balles rebondissent déjà un peu, il est plus facile pour la lumière du soleil de les ramasser et de les mettre sur l'étagère. Parce que l'étagère vibre de haut en bas, il est également plus facile pour les balles de monter sur l'étagère, mais parce qu'elles ne sont pas aussi hautes, elles ne roulent pas aussi vite. Autrement dit, lorsqu'une cellule solaire au silicium devient plus chaude, elle génère plus de courant mais moins de tension. Malheureusement, c'est juste un peu plus de courant et beaucoup moins de tension, donc le résultat est que la puissance diminue.
Sortie panneau solaire
Les panneaux solaires sont construits à partir d'un tas de cellules solaires câblées. ensemble. Différents fabricants construisent leurs panneaux différemment, de sorte que vous pourriez trouver un panneau solaire avec 38 cellules et un autre avec 480 cellules. Même avec des différences dans la fabrication de panneaux solaires en silicium, le matériau est plus ou moins le même, de sorte que les effets de la température sont également presque identiques. En règle générale, la puissance des cellules solaires au silicium diminue d'environ 0,4% pour chaque degré Celsius (1,8 degrés Fahrenheit). La température se réfère à la température réelle du matériau et non à la température de l'air. inhabituel pour un panneau solaire d'atteindre 45 degrés C (113 degrés F). Cela signifie qu'un panneau de 200 watts à 20 degrés C (68 degrés F) ne produira que 180 watts.
