1. L'énergie photovoltaïque
L'énergie solaire photovoltaïque provient de la transformation directe d'une partie du rayonnement solaire en énergie électrique. Cette conversion d'énergie s'effectue par le biais d'une cellule dite photovoltaïque, basée sur un phénomène physique appelé effet photovoltaïque qui consiste à produire un courant lorsque la surface de cette cellule est exposée à la lumière.
2. La fabrication des cellules photovoltaïques
les cellules photovoltaïques, appelées aussi photopiles, sont composées principalement du semi-conducteur. Le
semi-conducteur le plus utilisé aujourd'hui est le silicium.
Les matériaux semi-conducteurs sont des corps dont la résistivité est intermédiaire entre celle des conducteurs et celle des isolants.
Les matériaux semi-conducteurs sont des corps dont la résistivité est intermédiaire entre celle des conducteurs et celle des isolants.
Pour augmenter la conductivité des semi-conducteurs on y introduit des impuretés dans leur structure cristalline. Ce procédé est appelé dopage.
On remplace un atome de silicium par un atome pentavalent ( possède 5 électrons sur sa couche externe). Quatre d’entre eux assurent les liaisons avec les atomes voisins de silicium et le cinquième resté disponible va être excité vers la bande de conduction très facilement par l’agitation thermique (il devient un électron libre). D'où le nombre d’électron libre qui va fortement augmenter : dans ce cas le nombre de trou est très inférieur au nombre d’électron libre. On obtient ainsi un cristal dopé N (négatif).
De la même façon on introduit des atomes trivalents (possède 3 électrons sur sa couche externe), ses trois électrons vont assurer les liaisons covalentes avec trois atomes voisins mais laisser un trou au quatrième. Ce trou se déplace de proche en proche dans le cristal pour créer un courant.
Il est aisé de s'imaginer ce qui se passe lorsque deux zones de dopage P et N sont réalisées sur une même plaquette. A la jonction (réunion) des deux zones, les porteurs de charges mobiles se combinent et il apparaît une zone d'espace vide de porteurs de charges mobiles, donc une zone isolante.
Il ne reste donc plus que les ions dans cette zone qui vont créent un champ électrique interne au niveau de la jonction et qui empêche les charges libres restantes dans chaque zone de traverser la jonction pour se recombiner.
2.1. Dopage de type N :
2.2. Dopage de type P :
De la même façon on introduit des atomes trivalents (possède 3 électrons sur sa couche externe), ses trois électrons vont assurer les liaisons covalentes avec trois atomes voisins mais laisser un trou au quatrième. Ce trou se déplace de proche en proche dans le cristal pour créer un courant.
3. La jonction PN :
Une jonction PN est l’accolement d’une région dopé P et d’une région dopée N.
Il est aisé de s'imaginer ce qui se passe lorsque deux zones de dopage P et N sont réalisées sur une même plaquette. A la jonction (réunion) des deux zones, les porteurs de charges mobiles se combinent et il apparaît une zone d'espace vide de porteurs de charges mobiles, donc une zone isolante.
Il ne reste donc plus que les ions dans cette zone qui vont créent un champ électrique interne au niveau de la jonction et qui empêche les charges libres restantes dans chaque zone de traverser la jonction pour se recombiner.
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