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Pourquoi utilise t-on du silicium dans les panneaux solaires ?

Les panneaux solaires présentent 2 grandes familles, les panneaux solaires thermiques et les panneaux solaires photovoltaïques.


Cette deuxième technologie, le photovoltaïque, permet de produire de l'électricité grâce au rayonnement lumineux.


Pour cela le silicium est essentiel, alors pourquoi ?


Panneaux


Le silicium


Silicium

Le silicium est un élément essentiel de la matière vivante. Cet oligo-élément n’existe pas à l’état pur, il est extrait de la silice, sous forme de silicates.


On le retrouve dans la plupart des tissus, qu’ils soient osseux, organiques ou conjonctifs. Les tissus humains en contiennent en grande quantité.


Le silicium est solide dans les conditions normales de température et de pression, avec sous 1atm un point de fusion de 1 414 °C et un point d'ébullition de 3 265 °C. Comme l'eau, il est plus dense à l'état liquide12 qu'à l'état solide, contrairement à la plupart des autres substances. C'est par ailleurs un assez bon conducteur de la chaleur (conductivité thermique : 149 W m−1 K−1).



De quoi est constitué le panneau ?


Avant de parler en détail du rôle du silicium, parlons de l'ensemble du panneau et son fonctionnement. 🙂


Tout en haut du panneau, une plaque de verre tenue par un châssis permet de protéger les autres éléments des intempéries et des dégradations du temps.


Un encapsulant vient ensuite s'inserer afin de protéger au mieux l'élément le plus important du panneau : Les cellules


Les cellules photovoltaïques sont la technologie qui permet de produire de l'électricité. C'est à ce niveau que l'on retrouvera le silicium.


L'importance du silicium


Cette matière est importante grâce à ses vertus qui lui sont uniques. Elle permet de produire de l'électricité grace à ses propriétés de super conducteur.


Partons donc d'une unité de silicium pour comprendre son fonctionnement :

L'unité de silicium est composé d'un atome, qui comprend donc : Un noyau (au centre) et des électrons qui gravitent autour de ce dernier.

Pour rappel, un courant électrique est une succession de mouvement d'électrons. 🙂


Là où le silicium est important, c'est qu'il possède une propriété unique, lors d'un contact avec le rayonnement lumineux, ses atomes se mettent en mouvement.

Or cela n'est pas suffisant pour créer un courant. Pour cela il suffit de placer sur une moitié des atomes du phosphore, permettant un surplus d'électrons, et dans l'autre moitié des atomes de bores, permettant un déficit d'électrons !


On recrée tout simplement une partie positive et une partie négative comme pour une pile.

Naturellement lors du contact avec le rayonnement, tous se mettront en mouvement et créeront un courant continu électrique.


Seul le silicium permet ce mouvement d'où sa nécessité pour les panneaux


Le rendement du panneau silicium



Panneau solaire



Actuellement, les technologies photovoltaïques permettent un rendement de 20% de l'énergie récupérée.


Donc 80% se transforme en chaleur, un rendement qui tend à s'améliorer grâce à des recherches sur le sujet.


Mais ce rendement met en lumière un autre panneau qui vient combiner le panneau solaire thermique et le panneau photovoltaïque : Le panneau solaire hybride.


solaire hybride


Encore peu connu car plus jeunes que ses deux congénères, il permet de produire de l'électricité, et récupère la chaleur afin de la transmettre à l'eau chaude sanitaire par exemple, en permettant au passage une meilleure utilisation de l'énergie reçue. 👍


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