Une cellule photovoltaïque transforme directement la lumière en électricité. Elle utilise des matériaux semi-conducteurs, généralement du silicium, qui libèrent des électrons lorsqu'ils sont frappés par des photons. Ces électrons circulent dans un circuit externe, produisant ainsi un courant électrique. Sans pièces mobiles, sans combustible, sans émissions au point d'utilisation.

La cellule comporte deux couches. L'une est traitée pour contenir des électrons supplémentaires, l'autre des électrons manquants, ou trous. À l'interface entre les deux couches, un champ électrique se forme. Les photons arrachent des électrons, et le champ les pousse dans une direction. Des contacts métalliques captent le courant.

L'efficacité varie selon le matériau. Les cellules en silicium standard convertissent de 15 à 22 % de la lumière solaire en électricité. Les cellules pérovskites et les cellules tandem affichent des rendements supérieurs en laboratoire. Les coûts ont chuté de plus de 90 % depuis 2010. L'énergie solaire est désormais la source d'électricité nouvelle la moins chère sur de nombreux marchés. La production est dominée par la Chine, qui fabrique la majeure partie des panneaux solaires mondiaux.

Types clés

• silicium monocristallin
• Silicium polycristallin
• tellurure de cadmium en couche mince
• Pérovskite
• Cellules en tandem