ORAL capteurs photovoltaiques

« ORAL ES : ARGUMENTS DE JUSTIFICATION DU CHOIX DU MATERIAU POUR UN CAPTEUR PHOTOVOLTAIQUE Avec la demande croissante en énergie renouvelable, les capteurs photovoltaïques jouent un rôle essentiel dans le cadre de la transition énergétique mondiale.

En effet, ces dispositifs, qui transforment l'énergie solaire en énergie électrique, dépendent essentiellement du matériau semi-conducteur utilisé pour optimiser cette conversion.

Le choix du matériau influence non seulement l’absorption de la lumière, mais aussi le rendement de conversion ainsi que le coût de production. À travers l'examen des propriétés de la lumière, des caractéristiques des semiconducteurs et du rendement de différents matériaux, nous allons déterminer le matériau le plus adapté à la fabrication de capteurs solaires. La lumière, telle que décrite dans les documents 1 et 2, est constituée de multiples longueurs d'onde.

La lumière blanche, en particulier, englobe toutes les longueurs d'onde du spectre visible (environ de 400 à 800 nm).

Or, l'interaction de la lumière avec la matière, expliquée par les principes de la physique quantique, dépend de la capacité du matériau à absorber ou émettre certaines de ces longueurs d'onde, via des transitions quantifiées d’énergie.

Dans le cas des capteurs photovoltaïques, il est donc crucial que le matériau utilisé soit capable d’absorber efficacement les longueurs d'onde de la lumière visible, car cette plage contient la majorité de l'énergie solaire (Document 2, page 4).

Ainsi, un matériau qui capte efficacement ces longueurs d’onde peut maximiser la conversion de l'énergie solaire en électricité. Par ailleurs, les semi-conducteurs, tels que le silicium, le germanium et l'arséniure de gallium, présentent des propriétés uniques qui les rendent particulièrement adaptés aux applications photovoltaïques.

En effet, les semi-conducteurs possèdent des bandes d'énergie spécifiques : une bande de valence et une bande de conduction, séparées par une "bande interdite" (Document 1, page 3).

Lorsque le matériau semiconducteur absorbe un photon d’énergie correspondant à cette bande interdite, un électron est alors excité de la bande de valence vers la bande de conduction, générant ainsi un courant électrique.

Ce phénomène est le principe même de l’effet photovoltaïque.

Le silicium, par exemple, a une bande interdite bien adaptée au spectre solaire visible, ce qui explique pourquoi il est souvent privilégié pour la fabrication des cellules photovoltaïques (Document 3, page 4). En outre, au-delà de.... »