Photovoltaique

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Photovoltaique (Français) / photovoltaic (Anglais) / الضوئية (Arabe)

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Puce-didaquest.png Définition

Domaine, Discipline, Thématique


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Définition écrite

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  • Cellule ou convertisseur photovoltaïque, synonyme de photopile.

Conversion photovoltaïque, utilisation de l'effet photovoltaïque pour produire de l'électricité. Effet photovoltaïque, phénomène physique par lequel un rayonnement lumineux incident peut provoquer l'apparition d'une différence de potentiel entre les deux bornes d'une jonction semi-conductrice.

  • Le terme « photovoltaïque » désigne le processus physique qui consiste à transformer l'énergie

lumineuse en énergie électrique par le transfert de l'énergie des photons aux électrons d’un matériau. Le principe photovoltaïque a été découvert par le physicien français A. Becquerel en 1839 et expliqué par Albert Einstein en 1905 (c’est pour cette explication qu’il a reçu le prix Nobel de Physique en 1921). Le préfixe Photo vient du grec « phos » qui signifie lumière. « Volt » vient du patronyme d’Alessandro Volta (1745-1827), physicien qui a contribué aux recherches sur l’électricité. Photovoltaïque (PV) signifie donc littéralement électricité lumineuse.

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  • L'effet photovoltaïque se manifeste quand un photon est absorbé dans un matériau composé de

semi conducteurs dopés p (positif) et n (négatif), dénommé comme jonction p-n (ou n-p). Sous l'effet de ce dopage, un champ électrique est présent dans le matériau de manière permanente (comme un aimant possède un champ magnétique permanent). Quand un photon incident (grain de lumière) interagit avec les électrons du matériau, il cède son énergie hν à l'électron qui se retrouve libéré de sa bande de valence et subit donc le champ électrique intrinsèque. Sous l'effet de ce champ, l'électron migre vers la face supérieure laissant place à un trou qui migre en direction inverse. Des électrodes placées sur les faces supérieure et inférieure permettent de récolter les électrons et de leur faire réaliser un travail électrique pour rejoindre le trou de la face antérieure.

  • Les cellules PV sont fabriquées à partir de matériaux semi-conducteurs qui sont capables de

conduire l’électricité ou de la transporter. Plus de 90 % des cellules solaires fabriquées à l’heure actuelle sont au silicium cristallin, un semi-conducteur. Une des faces de la cellule est dopée n (par exemple du phosphore). L’autre est dopée p (par exemple du bore). Des électrodes métalliques sont placées sur les 2 faces pour permettre de récolter les électrons et de réaliser un circuit électrique.


More-didaquest.png Photovoltaique - Historique (+)


Définition graphique

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  • Panneau photovoltaique

  • capture des rayons solaire

  • création d'un courant à partir de l'energie solaire

  • composition d'une cellule photovoltaique


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Puce-didaquest.png Concepts ou notions associés


More-didaquest.png Photovoltaique - Glossaire / (+)



Puce-didaquest.png Exemples, applications, utilisations

  • Alimentation des satellites en énergie .Pourles usages domestiques,de plus en plus des personnes installent des panneaux photovoltaiques pour plusieurs raisons d'ordre environnementale ( ne polue pas) ,inépuisable, écologique

rentable a long terme même si le coût d'installation peut paraitre cher certains objets neessitent d'être alimentés tout le temps

  • On verra apparaitre des centrales solaires qui ne dégagent aucune radioactivité ou gaz a effet de serre

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Puce-didaquest.png Erreurs ou confusions éventuelles



Puce-didaquest.png Questions possibles

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Puce-didaquest.png Liaisons enseignements et programmes

Idées ou Réflexions liées à son enseignement

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  • Réalisation d’une maisonnette photovoltaïque

fonctionnant également dans l’obscurité (gestion des batteries).

  • Réflexion sur les contraintes techniques, économiques d’un

objet fonctionnant à l’énergie solaire (esthétique, ombrage, poids, sécurité, puissance électrique délivrée, production électrique en fonction du soleil donc nécessité de stocker cette électricité pour la restituer lorsqu’il n’y a plus de soleil, coût…)


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Aides et astuces

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