Comment fonctionnent les matériaux photovoltaïques

La « production d'énergie photovoltaïque » est une forme de production d'électricité qui convertit directement l'énergie solaire en énergie électrique. En 1839, le scientifique français AE Becquerel découvrit pour la première fois « l'effet photovoltaïque ». Cependant, la première cellule photovoltaïque en silicium monocristallin (Solar Cel1) n'a été développée avec succès par les laboratoires Bell aux États-Unis que plus d'un siècle plus tard, en 1954. Depuis le milieu des années 1970, la technologie des cellules photovoltaïques a été continuellement améliorée. et les coûts ont été continuellement réduits, favorisant le développement vigoureux de l'industrie photovoltaïque. Des deux côtés de la jonction PN, une région de charge d'espace w de largeur très étroite se forme en raison de la diffusion de porteurs majoritaires (électrons dans la région N et trous dans la région P) les uns vers les autres, établissant ainsi un réseau électrique auto-construit. champ Ei. Il agit comme une barrière potentielle pour les porteurs majoritaires des deux côtés, les empêchant de continuer à se diffuser les uns vers les autres ; mais il a un effet de traction sur les porteurs minoritaires des deux côtés (trous dans la région N et électrons dans la région P) et peut rapidement les éloigner. Tirez vers la zone adverse. En équilibre stable, il y a très peu de porteurs minoritaires, ce qui rend difficile la formation de courant et la production d’énergie électrique. Cependant, les cellules photovoltaïques sont impactées par les photons solaires, qui génèrent un grand nombre de paires électron-trou dans un état de non-équilibre à l'intérieur de la cellule photovoltaïque. Les porteurs minoritaires hors équilibre photo-générés (c'est-à-dire des trous hors équilibre dans la région N et des trous hors équilibre dans la région P) peuvent être attirés vers l'autre zone par le champ électrique intégré Ei, puis un champ électrique photogénéré EPV est généré dans la jonction PN de la cellule photovoltaïque. Lorsque le circuit externe est connecté, le courant peut s’écouler et l’énergie électrique peut être produite. Lorsque plusieurs de ces petites cellules solaires photovoltaïques sont combinées en série et en parallèle pour former un module de cellules photovoltaïques, une énergie électrique suffisante sera produite sous l'influence de l'énergie solaire.