Effet photovoltaïque

L'effet photovoltaïque est un des effets photoélectriques. Il permet la production d'électricité à partir du rayonnement solaire et est mis en œuvre en particulier dans les cellules photovoltaïques. Ce phénomène physique a été découvert par le physicien français Edmond Becquerel.

DescriptionModifier

Lorsqu'un photon ultraviolet frappe la zone de transition d’une cellule photovoltaïque composée de matériau semi-conducteur, typiquement de deux couches de silicium[1], il arrache un électron à l'atome de silicium en y laissant un trou. Cet électron, sous l'effet du champ électrique, se déplace du côté N tandis que le trou migre du côté P (excitation d'un électron de la bande de valence vers la bande de conduction). Ainsi, grâce aux photons qui transmettent leur énergie aux électrons, un mouvement de charges électriques se produit et un courant se manifeste à l'intérieur de la matière cristalline.

Outre les cellules photovoltaïques (ou photopiles), qui peuvent être constituées en panneaux solaires photovoltaïques, plusieurs types de composants utilisent ce principe : photodiodes, phototransistors[2].

HistoireModifier

L’effet photovoltaïque a été découvert par le physicien français Edmond Becquerel, père de Henri (qui a découvert la radioactivité), et présenté à l'Académie des sciences en 1839[3]. Edmond Becquerel a plongé des électrodes couvertes de chlorure d'argent ou de cuivre oxydé dans un électrolyte, les électrodes étant reliées à un galvanomètre dans une cellule[4]. Il a montré que, sous l'effet de la lumière, une circulation de courant apparaissait dans le galvanomètre[4]. Il en a étudié la variabilité sous l'effet de la longueur d'onde utilisée, préfigurant l'étude de l'effet photoélectrique et des propriétés des semi-conducteurs[4].

Notes et référencesModifier

  1. L’atome de silicium possède quatre électrons périphériques. L'une des couches est typiquement dopée au bore, dont l’atome possède trois électrons périphériques, constituant avec le silicium un conducteur électrique de type P (électrons fixes et « trous » mobiles), l’autre dopée au phosphore, dont l’atome possède cinq électrons périphériques, constituant avec le silicium un conducteur électrique de type N (électrons mobiles et trous fixes).
  2. (en) « Solar Cells », Chemistry Explained, (consulté le ).
  3. Edmond Becquerel, Mémoire sur les effets électriques produits sous l'influence des rayons solaires, Académie des sciences, (lire en ligne), sur Gallica.
  4. a b et c Guillemoles 2021, p. 198, col. 1.

Voir aussiModifier

BibliographieModifier

  : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

Liens externesModifier