Principe de fonctionnement d'une cellule photovoltaïque
Les
cellules photovoltaïques exploitent l'effet photoélectrique pour produire du
courant continu par absorption du rayonnement solaire. Cet effet permet aux
cellules de convertir directement l’énergie lumineuse des photons en
électricité par le biais d’un matériau semi-conducteur transportant les charges
électriques.
Une cellule photovoltaïque est composée de deux types de
matériaux semi-conducteurs, l’une présentant un excès d’électrons et l’autre un
déficit d'électrons. Ces deux parties sont respectivement dites « dopées » de
type n et de type p. Le dopage des cristaux de silicium consiste
à leur ajouter d’autres atomes pour améliorer la conductivité du matériau.
Un atome de silicium compte 4 électrons périphériques. L’une des
couches de la cellule est dopée avec des atomes de phosphore qui, eux, comptent
5 électrons (soit 1 de plus que le silicium). On parle de dopage de
type n comme négatif, car les électrons (de charge négative) sont
excédentaires. L’autre couche est dopée avec des atomes de bore qui ont 3
électrons (1 de moins que le silicium). On parle de dopage de
type p comme positif en raison du déficit d’électrons ainsi créé.
Lorsque la première est mise en contact avec la seconde, les électrons en excès
dans le matériau n diffusent dans le matériau p.
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