Le solaire photovoltaïque est le domaine de la recherche et de la technologie lié à l’utilisation des panneaux solaires comme source d’énergie. Dans les systèmes solaires photovoltaïques (PV), constitués de groupes de cellules solaires dans des panneaux solaires, la lumière du soleil est convertie en électricité. L’énergie solaire peut donc être utilisée comme une énergie alternative aux combustibles fossiles, à l’énergie nucléaire et à d’autres sources d’énergie.
L’énergie solaire est devenue une source d’énergie populaire pour un certain nombre de raisons. Contrairement aux combustibles fossiles, l’énergie solaire est renouvelable et possède la densité de puissance la plus élevée parmi les sources d’énergie renouvelables. Les systèmes d’énergie solaire ne créent aucune pollution lors de leur utilisation, bien qu’une petite quantité gérable soit créée lors de la production des systèmes. De plus, les systèmes solaires photovoltaïques sont très peu coûteux à exploiter et sont idéaux pour les endroits où il est difficile d’obtenir du carburant ou de mettre en place un réseau électrique traditionnel, comme les communautés insulaires éloignées.
Au cours des dernières décennies, le photovoltaïque solaire est devenu un domaine très important, à mesure que la demande de systèmes d’énergie solaire efficaces a augmenté. Les systèmes solaires photovoltaïques offrent un certain nombre d’avantages par rapport aux autres sources d’énergie, mais ils présentent également plusieurs problèmes, que les chercheurs dans le domaine de l’énergie solaire photovoltaïque s’efforcent de résoudre.
L’un des principaux objectifs de recherche du solaire photovoltaïque est la création de systèmes solaires plus efficaces. Actuellement, il y a beaucoup de pertes d’énergie dans les systèmes solaires, de sorte que la plupart fonctionnent en dessous de 20 % d’efficacité. L’un des problèmes conduisant à cette perte d’énergie est le fait que les cellules solaires produisent de l’énergie en courant continu (CC), qui doit être convertie en courant alternatif (CA) pour être utilisée dans les systèmes électriques modernes. Un autre obstacle lié au faible rendement de la plupart des systèmes photovoltaïques modernes est l’énorme surface nécessaire pour qu’une centrale solaire produise suffisamment d’électricité pour une grande zone métropolitaine. De nombreuses villes n’ont tout simplement pas assez de terrain disponible pour une centrale solaire utilisant les technologies actuelles.
Les systèmes solaires photovoltaïques continuent également de lutter contre le fait qu’ils ne peuvent pas produire d’énergie pendant la nuit ou par temps nuageux. Certaines des cellules solaires les plus récentes incluent désormais du germanium, qui permet de générer de l’électricité pendant la nuit à partir du rayonnement infrarouge. Ainsi, il y a espoir qu’une solution pratique soit éventuellement à ce problème.
Cependant, le plus grand défi que les ingénieurs solaires photovoltaïques cherchent à résoudre est peut-être le coût élevé des systèmes photovoltaïques. Bien que les systèmes photovoltaïques soient très bon marché à exploiter, leur fabrication et leur installation initiales sont beaucoup plus coûteuses que celles des systèmes électriques traditionnels. Une énergie solaire moins chère et plus efficace encouragerait davantage de personnes et de nations à les mettre en œuvre, ce qui entraînerait une baisse des niveaux de pollution et davantage d’énergie renouvelable dans le monde.