Fonctionnement d'une cellules photovoltaique

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Bonjour,

J'aimerais comprendre le fonctionnement d'une cellule photovoltaïque. Je voudrais donc savoir si ce que j'ai compris est exacte:

1) On met en contact 2 semi-conducteurs, l’un de type N (dopé en électron) et l’autre de type P (dopé en trou). Lorsqu'on met ces deux semi-conducteurs en contact de manière à ce qu'il puisse y avoir conduction, on crée une jonction PN, qui doit permettre le passage des électrons entre les deux plaques.

2) Le gap (bande interdite séparées par les deux bandes de conduction et de valence) du semi-conducteur de type N est calculé de manière à ce que le courant ne puisse pas s'établir seul : il faut qu'il y ait un apport d'énergie, sous forme d'un photon de lumière, pour qu'un électron de la couche N soit arraché et vienne se placer dans la couche P, créant ainsi une modification de la répartition de la charge globale dans l'édifice.

3) La présence de porteurs de charges de signes opposés de part et d’autre de cette zone induit un champ électrique, donc une tension.

4) Les densités de courant étant faibles, on réalise des modules photovoltaïques en associant, en série et en parallèle, différentes cellules élémentaires.

Si vous voulez apporter certaines précision n'hésitez pas.

Merci,
Rub091
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[arrial]

Salut,



Une cellule photovoltaïque est une diode transparente.

La diode de laisse passer les porteurs majoritaires que dans le sens direct.
Mais il ne s'oppose pas du tout aux porteurs minoritaires.
Les photons libèrent donc des porteurs minoritaires dans la zone de déplétion, qui sont alors accélérés par le champ électrique local, ce qui crée donc un générateur.
Bien entendu, le courant est dans le sens opposé de celui du fonctionnement usuel, ce qui fait que la cathode est le pole (+) du générateur.




@+

[LPFR]

Bonjour.
Pour les explications, il est plus facile de dire que l'on met en contact deux semi-conducteurs N et P, mais dans la réalité ça ne pourrait par fonctionner de cette façon. On crée un zone N dans un semi-conducteur P ou vice-versa, en diffusant les bonnes impuretés dopantes. On ne dope pas avec des électrons ou des trous, mais avec des atomes étrangers.

Les forces de diffusion poussent les porteurs majoritaires (électrons dans la zone N et trous dans la zone P vers l'autre côté ou la concentration est beaucoup plus faible. Du coup, la zone N devient positive et la zone P devient négative (pour les électrons et les trous dans le semi-conducteur).
Cette migration s'arrête quand les forces du champ électrique créé compensent exactement les forces de diffusion.

Entre les deux zones conductrices se crée une zone dite "de charge d'espace", sans porteurs et avec un champ électrique faramineux (1 volt sur quelques microns).

Un photon qui arrive des cette zone peut créer une paire électron-trou (faire monter un électron de la bande de valence à la bande de conduction). Comme le camp est très grand, la plupart de ces paires sont séparées avant qu'ils aient eu le temps de se recombiner. Chaque paire crée donc un mouvement de charges équivalent à deux électrons.
Comme l'a dit Arrial, le sens de ce courant est celui du courant inverse de la diode.
Au revoir.