Bilan 2: Les cellules photovoltaïques

« Bilan 2 : Les cellules photovoltaïques A. Les semi -conducteurs L'avènement de la physique quantique au début de XXe siècle a permis d'expliquer les Phénomènes d'absorption et d'émission de la lumière par la matière (spectres de raies d'émission des atomes).

L'exploitation des semi -conducteurs se fonde sur cette théorie quantique. Un atome ne peut exister que dans des états d’énergie quantifiés et discontinus.

Chaque raie d’émission correspond au passage de l’atome d’un état d’énergie à un état d’éner gie inférieur. Parmi toutes les transitions possibles, seules certaines sont autorisées par les lois de la physique quantique et leur intensité lumineuse dépend de la probabilité de la transition. Un matériau semi -conducteur comme le Silicium est un matéri au isolant qui nécessite un apport d’énergie extérieur pour devenir conducteur.

Cette propriété est au cœur du principe de fonctionnement des capteurs photovoltaïques pour lesquels l ’apport d ’énergie est assuré par la lumière du Soleil. Le spectre d’a bsorption d ’un matériau semi -conducteur lui est propre, c ’est -à-dire qu’il n’absorbe que certaines longueurs d’onde. B. Cellules photovoltaïques Une cellule photovoltaïque est un capteur photovoltaïque obtenu en réalisant la jonction de deux semi - conducteur s.

L’un contient un excédent d'électrons mobiles ( semi -conducteur dopé n ), et l'autre un déficit d'électrons entrainant l'apparition de trous considérés comme positifs ( semi -conducteur dopé p).

La plupart des cellules photovoltaïques sont réalisées à pa rtir du silicium et leur rendement est d’environ 20 à 25 %. Pour augmenter le rendement, on peut multiplier les jonctions avec différents types de semi - conducteurs.

Ainsi, le spectre d’absorption du capteur est beaucoup plus large. Pour connaitre les prop riétés d’une cellule photovoltaïque, on peut tracer sa caractéristique et ainsi déterminer sa puissance maximale. De la physique quantique aux cellules photovoltaïques en images. »