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Effet photovoltaïque

L’effet photovoltaïque a été découvert par Alexandre Edmond Becquerel en 1839. L’effet photovoltaïque est obtenu par absorption des photons dans un matériau semi-conducteur qui génère alors une tension électrique. Les cellules photovoltaïques produisent du courant continu à partir du rayonnement solaire, qui peut être utilisé pour alimenter un appareil ou recharger une batterie.




 
Comment ça marche ?

La lumière du soleil se compose de photons contenant une énergie correspondant aux différentes longueurs d'onde du spectre solaire. Quand un photon heurte une cellule photovoltaïque, son énergie peut être transférée à un électron dans le matériau semi-conducteur de la cellule. Avec cette énergie supplémentaire, l'électron peut alors s'échapper de sa position normale dans l'atome créant un « trou », qui deviendra une partie d'un courant dans un circuit électrique. C’est ce qu’on appelle la paire électron-trou.

Une cellule photovoltaïque est une diode, formée de deux couches de matériaux de semi-conducteur dopées de sorte que l'une conduise les charges négatives et l’autre, les charges positives. Ce phénomène crée un champ électrique permanent dans la cellule.

Grâce à cet effet diode et lorsque la paire électron-trou a été crée, les charges négatives vont être séparées des charges positives. Il se crée donc une différence de potentiel entre les couches N et P de la cellule. Un courant circule si une résistance (ampoule par exemple) est placée entre ces contacts.		 Dopage des semi-conducteurs

 Pour doper un semi-conducteur, on introduit des impuretés dans la structure du semi-conducteur, qui vont créer un surplus de charges positives (couche P du semi-conducteur) ou négatives (couche N du semi-conducteur). Lorsque l’on effectue deux dopages différents (type N et type P) de part et d’autre de la cellule, il en résulte un champ électrique constant créé par la présence d’ions fixes positifs et négatifs. Le champ électrique permet aux électrons de circuler uniquement dans une seule direction, on parle alors de diode photoélectrique.
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