Description
Une cellule solaire est une cellule électrique qui convertit l'énergie lumineuse en énergie électrique utilisable. Il existe deux types de cellules solaires. La plus connue est la cellule photovoltaïque à l'état solide, que l'on trouve en grand nombre dans les panneaux solaires. La seconde est la cellule photoélectrochimique, présente dans les générateurs photoélectrochimiques. L'« effet photovoltaïque » a été observé pour la première fois en 1839 par le physicien français Alexandre-Edmond Becquerel. Cependant, ce n'est qu'en 1883 que le scientifique américain Charles Fritts a exploité ce phénomène pour construire la première cellule solaire. La cellule solaire de Fritts était constituée de sélénium semi-conducteur recouvert d'une couche d'or extrêmement fine et transparente. Sa cellule ne pouvait convertir que 1 % de la lumière en électricité. Au lieu de produire de l'énergie, comme Fritts l'avait imaginé, sa cellule solaire peu performante a principalement été utilisée en photographie comme posemètre. Par la suite, le physicien russe Alexandre Stoletov créa la première cellule solaire basée sur le principe de l'effet photoélectrique (découvert en 1887 par Heinrich Hertz), dans lequel la lumière est directement convertie en électricité. Ce n'est qu'en 1905 qu'Albert Einstein parvint à expliquer cet effet, ce qui lui valut le prix Nobel de physique en 1921. La cellule solaire moderne à semi-conducteurs, à base de silicium, fut brevetée en 1941 par l'Américain Russell Ohl, alors employé aux laboratoires Bell.[3] En mai 1939, il découvrit par hasard qu'un courant électrique se générait spontanément dans un cristal de silicium lorsqu'il l'éclairait avec une lampe de bureau. La cause s'avéra être une fissure dans le cristal, appelée plus tard jonction p-n. Ses travaux pionniers dans ce domaine allaient finalement mener à l'invention du transistor. S'appuyant sur les travaux d'Ohl, une cellule solaire plus efficace fut mise au point aux laboratoires Bell en 1954 par Gerald Pearson, Calvin Fuller et Daryl Chapin. En dopant le silicium avec de l'arsenic, ils ont mis au point une cellule solaire dont le rendement atteignait 4,5 à 6 %. Du fait de leur coût de production élevé, les cellules solaires furent initialement réservées à des applications spécifiques, principalement dans le domaine spatial. Par exemple, le satellite américain Vanguard 1, en 1958, fut le premier à transmettre des signaux radio depuis l'espace grâce à une cellule solaire d'un watt. Ce n'est qu'après le choc pétrolier des années 1980 que des cellules solaires à base d'arséniure de gallium (GaAs) furent conçues avec un rendement supérieur à 20 %.
