La conversion photovoltaïque
I-Introduction : L’effet photovoltaïque fut
présenté pour la première fois à l’Académie des Sciences en 1839 par le physicien français Antoine Becquerel [1852-1908]. Plus tard, Werner Von Siemens [1816- 1892] le présentera à l’Académie des Sciences de Berlin. Cette découverte sera par la suite reprise par Rudolph Hertz [1857-1894] qui publiera en 1887 un article dans la plus ancienne revue scientifique Annalen der physik. Il sera notamment repris et expliqué par Albert Einstein [1879-1955]. L’effet photovoltaïque sera peu à peu délaissé jusqu’à la fin de la Seconde Guerre Mondiale et le début de la conquête spatiale. Les chercheurs américains Chapin, Pearson et Prince mettent au point une cellule photovoltaïque à haut rendement pour alimenter en énergie électrique les satellites spatiaux. Dès 1958, les premiers satellites équipés de panneaux solaires photovoltaïques sont envoyés dans l’espace. II-les caractéristiques du rayonnement solaire : II-1 : Spectre solaires : La gamme de rayonnement électromagnétique entourant le spectre visible ainsi que les longueurs d’ondes correspondantes. On rappelle la relation permettant de passer de la longueur d’onde λ à l’énergie du photon associé (en eV) : E=hc/ λ avec h : constante de Planck. (h=6,62*10-34 Js) c : vitesse de la lumière. (c= 3*108 m.s-1) Donc pour qu’il y création de paires électrons-trous, il faut que l’énergie transportée par les photons qui arrivent sur le dispositif soit supérieure ou égale au gap du matériau semi- conducteur c'est-à-dire E ≥ Eg. II-2 : Les rayonnements du spectre solaires : En traversant l’atmosphère, le rayonnement solaire est absorbé et diffusé. au sol On distingue plusieurs composantes : _ Le rayonnement direct est reçu directement du soleil, sans diffusion dans l’atmosphère, ses rayons sont parallèles entre eux. _ Le rayonnement diffus est constitué par la lumière diffusée par l’atmosphère. La diffusion est le phénomène qui répartit un faisceau parallèle en une multitude de faisceaux partant dans toutes les directions. Dans le ciel ce sont à la fois les molécules d’air, les gouttelettes d’eau (nuage) et les poussières qui
produisent cet éclatement des rayons du soleil.
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