Des semis-conducteurs aux cellules photovoltaïques

I/ l'effet photovoltaïque

la lumière arrache un électron à la matière.

Cela désigne en premier lieu l'émission d'électrons par un matériau sous l'action de la lumière par extension il regroupe l'ensemble des phénomènes électriques sous l'effet de la lumière.

L'émission de chaque électron requiert une quantité minimale d'énergie laquelle est apportée par un photon.

la lumière se comporte comme si elle était constitué de grains indivisibles les photons. ces photons portent une énergie bien définie (un quantum E=h.v)

E= Energie en joules(J)

(h constante de Planck h= 6.63*10**-34 J.s )

V(nu)= fréquence de l'onde (Hz)

Pour absorber un photo dont l'énergie vaut E= 0.97 eV IL FAUT QUE LA DIFF2RENCE ENTRE 2 NIVEAUX D'ENERGIE CORRESPONDENT EXACTEMENT à L'ENERGIE DU PHOTON ABSORBE.

Considérons la différence d'Energie correspond a l'énergie du photon qui sera donc absorbe. pour vérifier si un photon d'Energie e=1.20eV est absorbé ou non, il est facile de constater qu'aucune différence d'Energie entre niveaux ne correspond à cette énergie.

ef - eI = -0.54eV -(-1.51eV)

= 0.97 eV

DONC LE PHOTONN NE SERA PAS ABSORBE.

dans un conducteur électrique la bande de Valence et la bande de conduction se chevauchent.

il n'y a donc pas de bande interdite

la bande de conduction n'est pas complète donc les électrons peuvent s'y déplacer.

dans un isolant électrique la bande de valence est remplie et la bande interdite est trop large pour remplir et que les électrons puissent franchir et atteindre la bande de conduction.

dans les matériaux intermédiaires la bande de interdite est moins large en terme d'énergie que dans les isolants. et le franchissement de cette bande est possible. L'Energie Eg ou ( Gap ) est l'énergie apporté pour un électron pour qu'il franchissent la bande interdite supérieur a la bande de valence.

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