effet photovoltaïque

effet photovoltaïque solaire et son foctionnement en 2022

Chapitre 1 : Introduction à l’effet photovoltaïque 

 

effet photovoltaïque
effet

1. Les propriétés spectrales du rayonnement solaire

Le rayonnement solaire de l’effet photovoltaïque est une énergie rayonnante émise par le Soleil à la suite de ses réactions de fusion nucléaire .

Il illustre les caractéristiques spectrales du rayonnement solaire externe à l’atmosphère terrestre et à la surface. Plus de 99% du flux d’énergie solaire se situe dans la gamme spectrale de 0,15 à 4 m, avec environ 50% dans la gamme de lumière visible de 0,4 à 0,7 m.

Constante à 1370 W/m2/s est la quantité totale d’énergie émise par le Soleil et reçue au bord de l’atmosphère terrestre.343 W/m2/s est la quantité d’énergie reçue par unité de surface de la surface de la Terre.

AM0 fait référence au spectre standard pour les applications spatiales. Il a une densité de puissance de 1 361,0 W/m2. Le spectre global AM1.5 est conçu pour les modules plats et a une puissance intégrée de 1000 W / m2, et le spectre direct AM1.5 est défini pour le travail de concentrateur solaire.

Il se compose du faisceau direct du Soleil et de la composante circumsolaire dans un disque de 2,5° de diamètre entourant le Soleil.

2. Contexte de l’effet photovoltaïque

photovoltaïque
photovoltaïque solaire

En 1839, Français physicien Alexandre Edouard Becquerel découvre l’effet photovoltaïque. Au cours de ses expériences avec des électrodes métalliques et des électrolytes, il a découvert que l’éclairage augmente la conductance. En 1873, Willoughby Smith a identifié l’effet photovoltaïque du sélénium. Albert Einstein a décrit le phénomène en 1904.

En 1941, la première cellule solaire en silicium monocristallin a été construite. Les premières cellules solaires au germanium ont été produites en 1951. Les laboratoires de Bell ont publié les résultats de l’efficacité de 4,5% de la cellule solaire.

En quelques mois, l’efficacité a été portée à 6%. En 1957, Hoffman Electronics a introduit une cellule solaire efficace à 8%. En 1959, la même société a introduit une cellule solaire avec une efficacité de 9%. La même année, la première cellule solaire en silicium résistante aux radiations a été produite pour la technologie spatiale.

En 1960, Hoffman Electronics a introduit une autre cellule solaire efficace à 14%. En 1977, la production mondiale de modules photovoltaïques dépassait 500 kW.

ARCO Solar a introduit les premiers modules amorphes en 1984. En 1985, des scientifiques de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud en Australie ont créé une cellule solaire avec une efficacité de plus de 20%. En 1996, BP Solar a acquis APS et a annoncé la production commerciale de cellules solaires CIS.

En 2000 et 2001, les fabricants japonais ont considérablement augmenté leur production.

 

Lorsqu’une cellule solaire est éclairée par la lumière du soleil, l’effet photovoltaïque de la cellule solaire convertit l’énergie photonique de la lumière incidente en électricité à courant continu.

Les paires électron-trou sont générées par la lumière incidente dans le semi-conducteur, et la concentration de porteurs minoritaires (électrons dans la région de type p et trous dans la région de type n) augmente dans la région d’appauvrissement.

Cette augmentation de la concentration des porteurs minoritaires entraîne le déplacement des porteurs minoritaires à travers la région d’épuisement et dans les régions quasi neutres.

Composants fondamentaux d’une cellule solaire

 

cellule solaire
cellule

La majorité des technologies de cellules solaires [3] comprennent:

Revêtement antireflet (ARC), un composant crucial dans la production de cellules solaires. Il est généralement pulvérisé sur des cellules de silicium parce que le silicium a une surface hautement réfléchissante.

Contacts frontaux nécessaires à la collecte du courant produit par une cellule solaire. Typiquement, ils sont faits de métaux.

Émetteur porteur de charge qui absorbe les photons entrants et transfère leurs énergies à un état excité. Étant donné que le silicium dopé pentavalent (type n) a une qualité de surface supérieure à celle du silicium dopé trivalent (type p), il est positionné à l’avant de la cellule, où la majorité de la lumière est absorbée.

Dans la forme la plus simple d’une jonction p-n, la région de base (type p) est jointe à la région émettrice (type n) à une jonction, ce qui fait que la majorité des électrons du côté de type n proches de la jonction diffusent du côté du type p et la majorité des trous diffusent du côté du type n.

Le contact arrière est moins important que le contact avant car il est plus éloigné de la jonction et ne nécessite pas de transparence.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *