Les panneaux solaires, également appelés "puces solaires" ou "cellules photoélectriques" et "cellules solaires", sont des feuilles semi-conductrices photoélectriques qui utilisent la lumière solaire pour générer directement de l'électricité. Dispositif qui convertit directement l'énergie lumineuse solaire en énergie électrique par effet photoélectrique ou effet photochimique. En physique, on l'appelle photovoltaïque (Photovoltaïque, en abrégé PV), ou photovoltaïque en abrégé. Les cellules solaires simples ne peuvent pas être utilisées directement comme sources d'énergie. Pour être utilisées comme source d'alimentation, plusieurs cellules solaires simples doivent être connectées en série et en parallèle et étroitement scellées dans des composants. Son principe de fonctionnement est simplement que les panneaux solaires absorbent l'énergie lumineuse solaire pendant la journée et la convertissent en énergie électrique et la stockent dans la batterie, et la batterie alimente le lampadaire à énergie solaire la nuit. Alors pourquoi les panneaux solaires produisent-ils de l'électricité dans des conditions ensoleillées ?
Les panneaux solaires utilisent généralement des dispositifs qui réagissent à la lumière et peuvent convertir l'énergie lumineuse solaire en électricité. Le matériau le plus courant est le silicium, qui est l'un des matériaux les plus abondants sur terre. Il a des caractéristiques semi-conductrices, qui jettent les bases du processus de conversion photoélectrique des panneaux solaires.
Mais la première chose à comprendre est que la conductivité du silicium pur est très mauvaise et qu'il n'y a pas d'électrons qui peuvent se déplacer librement dans la structure cristalline. Pour améliorer sa conductivité, le silicium pur est généralement dopé avec des traces d'impuretés pour améliorer sa conductivité. Selon cette caractéristique, différents dispositifs conducteurs peuvent être réalisés.
Pour le silicium utilisé pour fabriquer des panneaux solaires de lampadaires à énergie solaire, du phosphore ou du bore est généralement ajouté. Lorsque du bore est ajouté, le cristal de silicium forme un trou. Étant donné que l'atome de silicium d'origine est entouré de 4 électrons et que l'atome de bore n'est entouré que de 3 électrons, des trous seront également générés lorsqu'il sera dopé dans la structure cristalline d'origine. Sans électrons, ce trou est très instable et absorbe facilement d'autres électrons pour former un semi-conducteur de type P.
Lorsque des impuretés de phosphore sont dopées dans des cristaux de silicium, car il y a 5 électrons autour des atomes de phosphore, l'électron supplémentaire sera très actif, formant un semi-conducteur de type N. Il existe de nombreux trous dans les semi-conducteurs de type P et de nombreux électrons libres actifs dans les semi-conducteurs de type N. Lorsque les deux entrent en contact, ces électrons libres vont trouver des trous et les remplir. La surface de contact entre les deux formera une différence de potentiel, c'est-à-dire une jonction PN. Le côté de type P est chargé positivement et négativement, et le côté de type N est chargé positivement.
Lorsque la lumière est reçue, l'énergie contenue dans la lumière sera transférée au semi-conducteur. Cette énergie va desserrer la structure des électrons et se déplacer librement. C'est parce que l'énergie lumineuse solaire séparera les électrons et les trous. Dans des circonstances normales, un photon d'une certaine énergie libère un électron, qui se trouve justement former un trou libre. Si cela se produit juste à côté de la surface de contact, et lorsqu'ils sont attirés par le champ électrique intégré, les électrons s'écouleront dans la zone n et les trous s'écouleront dans la zone P, formant un courant de la zone de type N vers le P- zone de type. La centrale électrique de la batterie est formée. L'électricité est formée par la tension, qui est utilisée pour la charge.
Cependant, il convient de noter que les semi-conducteurs ne sont pas de bons conducteurs d'électricité et que les électrons traversent la jonction PN puis circulent dans le semi-conducteur, ce qui entraînera de nombreuses pertes. Par conséquent, la couche supérieure est généralement recouverte de métal. Cependant, s'il est entièrement peint, la lumière du soleil ne passera pas. Dans des circonstances normales, une grille métallique est utilisée pour recouvrir la jonction PN. Une autre chose à noter est que la surface du silicium est hautement réfléchissante. S'il n'est pas traité, une grande quantité de lumière solaire sera réfléchie. Pour résoudre ce problème, le fabricant de lampadaires à énergie solaire ajoutera généralement une couche de film protecteur à faible coefficient de réflexion sur le panneau solaire. La perte causée par la réflexion sera contrôlée à moins de 5 %.
