Un panneau solaire photovoltaïque est constitué de douzaines de cellules individuelles câblées ensemble pour produire une sortie égale au total de toutes les cellules du panneau. Le matériau actif dans chaque cellule est le silicium, le même élément à partir duquel l'électronique à l'état solide est fabriquée. Le silicium a des propriétés photoélectriques qui génèrent du courant lorsque vous y mettez de la lumière.

Métalloïdes

Un groupe spécial d'éléments appelés métalloïdes occupe une région entre les métaux et les non-métaux dans le tableau périodique; Les métalloïdes ont certaines propriétés des métaux et certains non-métaux. Par exemple, les métalloïdes peuvent être fragiles comme les non-métaux mais conduire l'électricité comme les métaux. Deux exemples principaux d'éléments métalloïdes sont le silicium et le germanium. Des deux, le silicium a plus d'utilisations en électronique parce que le germanium a des problèmes dans des environnements plus chauds que la température ambiante. Un processus appelé dopage mélange de minuscules quantités d'impuretés dans le silicium, changeant son électronique Propriétés. Par exemple, lorsque le silicium est dopé au bore, il présente un surplus de charges électriques positives. Dopée d'arsenic, la charge de silicium devient négative. Une cellule solaire est un sandwich de deux couches de silicium, l'une positive et l'autre négative. Les deux côtés agissent comme des bornes positives et négatives d'une batterie.

Effet photoélectrique

Lorsque la lumière tombe sur la surface d'une cellule solaire, l'énergie déplace les électrons dans le silicium. Connecté à un circuit, la cellule solaire devient une source de courant électrique. Bien que le courant fourni par une seule cellule soit faible - de l'ordre de quelques milliampères - les courants de plusieurs cellules d'un panneau solaire couplé ensemble fournissent plusieurs ampères de courant.

Réponse du silicium à la lumière
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Dans l'obscurité totale, une cellule solaire ne produit aucun courant. Lorsque la quantité de lumière augmente, la sortie de la cellule augmente également. Le courant maximum de la cellule est cependant limité; toute lumière supplémentaire au-delà d'une luminosité maximale ne produit aucune sortie électrique accrue. En plus de la luminosité, la longueur d'onde de la lumière incidente compte également. Une cellule solaire au silicium typique répond à la plupart des parties visibles et infrarouges du spectre lumineux du soleil, mais certaines longueurs d'onde dans les régions jaunes et rouges sont mal absorbées. Une partie de l'infrarouge et toutes les longueurs d'onde plus longues traversent la cellule solaire et ne produisent pas d'électricité.