Fonctionnement des panneaux solaires, help

[invitef74e1b3a]

Bonjour à tous, dans le cadre des TPE, j'ai abordé le sujet des maisons bioclimatiques.
Cependant, les panneaux solaires constitues un véritable casse tête ! Quand je comprends et que je décide d'approfondir en comparant à un autre site, le fonctionnement n'est pas le même (je parle bien des panneaux solaires photovoltaïques), c'est pourquoi j'aimerais savoir si mon texte pour mon dossier de TPE est correct, et savoir si la partie rouge porte la confusion, ou si c'est bien ça.
Merci d'avance

Dans toute maison, il faut de l'électricité pour se nourrir, s'éclairer ou encore se chauffer.
En 1839, le français Antoine Becquerel découvre que la lumière naturelle du Soleil peut être transformée en électricité : C'est l'effet photovoltaïque.
Les panneaux solaires photovoltaïques vont ainsi créer de l'électricité par effet photovoltaïque.
Un panneau solaire photovoltaïque est constitué de cellule composées de deux couches :

Une couche supérieure constituée de cristaux de silicium (quatre électrons) et d'atomes de phosphores (cinq électrons). Étant donné que le phosphore possède un électron périphérique de plus que le silicium, cette couche est dite "excédentaire en électrons". Cette couche est appelée n, comme négatif car la conduction se fera par les électrons supplémentaires.
Une couche inférieure constituée elle aussi de cristaux de silicium, mais avec lesquels on introduit des atomes de bore (3 électrons). L'atome de bore, possédant un électron périphérique de moins que le silicium, cette couche est déficitaire en électrons. Les 3 électrons de l'atome de bore forment des liaisons avec l'atome de silicium, il y a donc manque d’un électron qu'on appelle trou positif. Cette couche est appelée p, comme positive car la conduction se fera par les trous positifs.

(Pour le rendre plus ou moins conducteur, on dope le silicium pur en y introduisant d’autres atomes, aussi appelés impuretés (atome de phosphore et atome de bore)).
Les deux couches composant un panneau solaire sont dopées différemment afin que le courant électrique puisse circuler.
Lorsque les couches n et p sont mises en contact, les électrons en excès dans la couche n diffusent dans la couche p, vers les trous positifs.
->Un équilibre se crée, il en résulte un champ électrique.
Par les rayons solaires, des photons bombardent la plaque négative du panneau solaire.
Les électrons libres de la plaque négative, silicium/ phosphore, sont entraînés par le champ électrique, les amenant vers la jonction PN (fil semi-conducteur) qui va "amasser" l'électricité produite.
Les électron perdus par les atomes de silicium sont récupérés en bouclant le circuit électrique.

Voilà! Merci d'avoir lu et éventuellement d'avoir répondu
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[Antoane]

Une couche supérieure constituée de cristaux de silicium (quatre électrons) et d'atomes de phosphores (cinq électrons).

De valence, sur la couche externe.

(Pour le rendre plus ou moins conducteur, on dope le silicium pur en y introduisant d’autres atomes, aussi appelés impuretés (atome de phosphore et atome de bore)).

Ca peut être une idée de donnée un ordre de grandeur des concentrations en impuretés.

Les deux couches composant un panneau solaire sont dopées différemment afin que le courant électrique puisse circuler.
Lorsque les couches n et p sont mises en contact, les électrons en excès dans la couche n diffusent dans la couche p, vers les trous positifs.
->Un équilibre se crée, il en résulte un champ électrique.
Par les rayons solaires, des photons bombardent la plaque négative du panneau solaire.
Les électrons libres de la plaque négative, silicium/ phosphore, sont entraînés par le champ électrique, les amenant vers la jonction PN (fil semi-conducteur) qui va "amasser" l'électricité produite.
Les électron perdus par les atomes de silicium sont récupérés en bouclant le circuit électrique.

C'est pas clair : les photons vont créer des paire électron-trous dans la jonction et c'est le champ électrique dont tu parles plus haut qui va attirer les trous d'un côté et les e- de l'autre. Ensuite, le courant circule dans un circuit externe de manière à annihiler la paire créée.
Il n'y a pas "amassement" d'électricité, ou alors tu n'exprime pas bien ton idée, que je ne comprend pas.
En vrai, on ne réalise pas une couche dopée + et une dopée - que l'on met ensuite en contact. L'idée générale est proche de la suivante : on réalise un substrat (~support) non dopé, en Si cristalin pur, puis on dope en - sur une certaine profondeur, puis on dope en - sur une certaine profondeur, plus faible.

[invitef74e1b3a]

Up ! Il me faudrait une explication claire et simple en reprenant tout, et en donnant la définition des termes complexes.
Désolé, j'en demande peut-être beaucoup, mais il me faudrait au plus vite une réponse car je passe bientôt mon oral :/
Merci à celui ou à ceux qui m'aideront, j'en ai énormément besoin.

En espérant que quelqu'un s'y connaissant voit ce message.

[Antoane]

Ne pas confondre forum et prof particulier gratuit.

On peut t'expliquer des points particuliers ou t'aider à comprendre certaine notions précises, mais on ne va pas te faire un exposé.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef74e1b3a]

Ce forum est fait pour poser des questions, c'est ce que je fais.
Donc, plus précisemment, j'aimerais savoir :
Comment le circuit est renouvelé ?

J'ai lu ceci : Des électrodes sont placées sur les couches, la cathode (pôle positif) est située au dessus de la couche N et l’anode au dessous de la couche P. il y a création d’une différence de potentiel électrique (tension) et formation d’un courant électrique.
J'aimerais savoir comment se crée la différence de potentiel électrique et la formation du courant électrique.
Merci de répondre

(Avec ceci, je pense pouvoir m'en sortir )

[Antoane]

Au commencement, tout était neutre.
Puis arrive un photon. S'il est bien sexy le photon, s'il plait suffisamment, il va nous exciter un électron. L'électron va donc manger le photon, c'est à dire gagner de l'énergie et quitter le domicile familial en y laissant un "trou", c'est un dire une "absence de e-". Le e- vigoureux est alors aspiré par le champ électrique local du à la barrière de potentiel, il va vers le pole négatif de la photo-diode (=cellule photo-voltaïque). De son côté, le trou est aspiré de l'autre côté.
Mais même si le e- s'est laissé aller à faire des choses en dehors du lit conjugal, avec un photon, il n'a cessé d'aimé son trou. De son côté, ce dernier trouve le temps long, ainsi séparé de son amant. Tous deux n'auront alors plus pour seul objectif que de se revoir. Impossible de passer par la jonction de la diode, polarisée en inverse. Il faut donc prendre la longue route qui passe par la charge (=le truc alimenté par la cellule solaire). Bref, le courant circule. A la fin de leur périple, e- et trou se recombinent et tout recommence...

C'est simplifié et imagé, mais demeure très valable pour un TPE.


Pas la peine de se faire des noeuds au cerveau : un trou, c'est comme une bulle 'air qui remonte dans une colonne d'eau : De l'air qui monte c'est équivalent à de l'eau qui descend pour prendre sa place.