Etude d'une cellule photovoltaïque

Résumé du document

La couche supérieure de la cellule photovoltaïque est composée de silicium et d'un élément qui
possède plus d'électrons sur sa dernière couche d'électrons (valence) que le silicium. Il s'agit d'un
semi-conducteur de type N.
La couche inférieure de la cellule est composée de silicium et d'un élément de valence inférieure
au silicium. Il s'agit d'un semi-conducteur de type P.
Document n°1. Principe de fonctionnement
Lorsqu'on met ces deux semi-conducteurs en contact on fait apparaître une jonction PN, qui permet le
passage des électrons entre les deux couches. Cependant il faut qu'il y ait un apport d'énergie,
sous forme d'un photon, pour qu'un électron de la couche N passe dans la couche P, modifiant ainsi
la répartition des électrons dans la cellule.
Une électrode placée sur la couche supérieure de la cellule et une sur la couche inférieure permettent
de récupérer une tension continue en sortie de la cellule photovoltaïque.

Extraits

[...] Page Etude d'une cellule photovoltaïque 2.3 - Relation entre luminosité et tension en sortie du luxmètre Etudions maintenant les valeurs de luminosité en fonction de la tension en sortie du deuxième luxmètre. Pour cela nous remplacerons le capteur 1 par le capteur 2 dans le montage précédent. Capteur non étalonné LUMIERE Distance D Intensité lumineuse 0.0000 Lux Document n°7. schéma d'étalonnage Afin de pouvoir obtenir la luminosité pour chaque point de mesure nous utiliserons la relation entre luminosité et distance. [...]

[...] Etude de la luminosité en fonction de la distance Nous obtenons un tableau de mesures qui se présente comme le montre le document 5. Document n°4. Extrait du document 5 Page Etude d'une cellule photovoltaïque Le document Présente l'ensemble des mesures réalisées Document n°5. Etalonnage du capteur luminosité tension Nous étudions notre luminosité en fonction de la distance entre la source et le récepteur EA = k Page Etude d'une cellule photovoltaïque Avec EA l'intensité lumineuse en lux et D la distance entre la source et le capteur. Nous obtenons donc l'évolution de la luminosité suivante : Document n°6. [...]

[...] Il s'agit d'un semi-conducteur de type N. La couche inférieure de la cellule est composée de silicium et d'un élément de valence inférieure au silicium. Il s'agit d'un semi-conducteur de type P. Photons Grille U Silicium type N Jonction PN Silicium type P I Document n°1. Principe de fonctionnement Lorsqu'on met ces deux semi-conducteurs en contact on fait apparaître une jonction PN, qui permet le passage des électrons entre les deux couches. Cependant il faut qu'il y ait un apport d'énergie, sous forme d'un photon, pour qu'un électron de la couche N passe dans la couche modifiant ainsi la répartition des électrons dans la cellule. [...]

[...] Nous obtenons donc le graphique suivant : Document n°11. Evolution de la tension On constate que la tension en sortie de la cellule photovoltaïque évolue de façon logarithmique en fonction de l'intensité lumineuse. Cela signifie que lorsque la luminosité est forte une même variation de cette luminosité a moins d'influence sur notre tension de sortie que si notre luminosité de départ avait été faible. Us = 0.4184 ln 2.3359 Page n°11 Etude d'une cellule photovoltaïque 4 - Rendement 4.1 - Relevé de la caractéristique de la cellule Nous allons à présent étudier le rendement de notre cellule photovoltaïque en fonction de l'intensité lumineuse. [...]

[...] Eclairage de jardin autonome Elles sont utilisées pour produire de l'électricité pour de nombreuses applications (satellites, parcmètres ainsi que pour alimenter des habitations ou un réseau public de distribution avec une centrale solaire photovoltaïque. Document n°16. Centrale solaire photovoltaïque 5.2 - Avantages et limites Les cellules photovoltaïques permettent d'alimenter gratuitement divers dispositifs cependant, leur productivité encore faible et chutant pour une forte chaleur ainsi que l'utilisation de métaux rares et donc chers pour leur fabrication en font une solution d'alimentation électrique controversée - Le futur des cellules photovoltaïques De nouvelles méthodes de fabrication ainsi que de nouveaux types de cellules sont étudiés, les objectifs sont divers, en particulier de diminuer les coûts de fabrication et ainsi rendre l'énergie solaire plus accessible et également de pouvoir étendre le domaine d'application des cellules photovoltaïques (télécommandes, montres, réveils, et presque tous les appareils à pile). [...]