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Production d’énergie 
électrique avec des cellules 
photovoltaïques

1. De la physique quantique aux
cellules photovoltaïques

Activité 2 : de l’observation 
de la lumière à l’effet 
photovoltaïque


• La matière peut émettre ou 
absorber des photons, chacun 
d’eux portant une quantité 
d’énergie bien définie : un 
quantum.

• Quand un atome est excité, 
il peut perdre de l’énergie en
produisant un rayonnement 
lumineux. Selon leur nature, 
les atomes ne peuvent émettre 
que certaines longueurs d’onde 
qui leur sont caractéristiques
: le spectre d’émission d’un 
atome est doncdiscret.

• Dans le cas des solides, des
bandes d’énergie sont permises
(bandes de conduction et de 
valence) et sont séparées par 
des bandes interdites : les 
électrons ne peuvent pas circuler
: matériau isolant

Dans les matériaux semi-
conducteurs, un photon peut 
apporter l’énergie 
suffisante pour permettre à 
l’électron de franchir la 
bande interdite : il y 
a formation d’un courant 
électrique. 
Ce franchissement est d’autant
plus facilité si des impuretés
sont introduites par dopage 
dans le semi-conducteur.


Niveau d’énergie et bande 
d’énergie

• Les matériaux semi-conducteurs
de la cellule photovoltaïque 
convertissent l’énergie 
lumineuse (radiative) en 
énergie électrique (et en 
énergie thermique).

• La cellule doit être 
utilisée dans des conditions
telles que la puissance qu’
elle délivre soit maximale.