* L'effet photoélectrique: Les cellules solaires fonctionnent basées sur l'effet photoélectrique. Lorsque la lumière frappe un matériau semi-conducteur, les photons avec suffisamment d'énergie peuvent exciter des électrons, les faisant couler et générer du courant. L'énergie minimale requise pour exciter un électron est appelée bandage du matériel.
* longueur d'onde et énergie: L'énergie de la lumière est inversement proportionnelle à sa longueur d'onde. Les longueurs d'onde plus courtes (comme le bleu et l'ultraviolet) ont des photons d'énergie plus élevés. Des longueurs d'onde plus longues (comme le rouge et l'infrarouge) ont des photons énergétiques plus faibles.
* correspondance de bande interdite: Un matériau de cellules solaires a une bande interdite spécifique. Seuls les photons avec de l'énergie supérieurs ou égaux à la bande interdite auront suffisamment d'énergie pour exciter les électrons et contribuer à la génération actuelle.
* Absorption et transmission: Les photons avec de l'énergie inférieurs à la bande interdite ne seront pas absorbés et passeront simplement à travers le matériau. Les photons avec de l'énergie beaucoup plus élevés que la bande interdite peuvent être absorbés, mais leur excès d'énergie est souvent perdu comme chaleur.
Par conséquent:
* Plage de longueurs d'onde optimale: Il existe une gamme spécifique de longueurs d'onde (typiquement visible) qui seront les plus efficaces pour générer un courant pour un matériau de cellules solaires donné.
* pertes: Certaines longueurs d'onde seront inefficaces en raison de la bandage en dessous de la bande interdite, et d'autres auront des pertes d'énergie en raison de dépasser la bande interdite.
Exemple: Les cellules solaires en silicium ont une bande interdite d'environ 1,1 eV. Ils sont les plus efficaces pour convertir des longueurs d'onde dans le spectre visible. Cependant, ils absorbent mal dans l'infrarouge et transmettent une partie de la lumière bleue et ultraviolette.
Conclusion: Pour maximiser l'efficacité, les cellules solaires sont conçues pour utiliser les longueurs d'onde de la lumière qui correspondent le mieux à la bande interdite de leur matériau.
