• Électronvolt (eV) : unité d'énergie souvent utilisée pour étudier les phénomènes d'interaction entre la matière et le rayonnement ou encore en physique des particules. 1 eV = 1{,}60 \times 10^{-19} J.


• Capteur photovoltaïque  : appareil convertissant l'énergie radiative en énergie électrique. Les cellules photovoltaïques sont des capteurs photovoltaïques.

Visionnez plus d'informations sur le spectre solaire : Découvrez le fonctionnement d'un semi-conducteur en vidéo : Visionnez une introduction à la théorie des bandes.

1. Doc. 1 et Doc. 2 Dans une cellule photovoltaïque, d'où provient l'énergie nécessaire aux électrons des semi-conducteurs pour franchir le gap ?

2. Doc. 2 À l'intérieur d'une cellule à simple jonction, dans quel sens circulent les électrons ?

3. Doc. 4 Un bon semi-conducteur pour des panneaux photovoltaïques doit avoir une énergie de gap ni trop basse ni trop élevée. Le meilleur compromis est obtenu en choisissant des semi-conducteurs ayant un gap compris entre 1 et 1,7 eV. Identifier les semi-conducteurs qui répondent le mieux à ces critères.

4. Doc. 5 et Doc. 6 Identifier le semi-conducteur qui possède la plus large bande d'absorption. Pourquoi n'est-il pas utilisé à la place du silicium pour fabriquer la plupart des cellules photovoltaïques à simple jonction ?

5. Doc. 3 Identifier la partie du spectre solaire absorbée par les semi-conducteurs.

6. L'une des possibilités explorées pour augmenter le rendement des cellules photovoltaïques est la cellule multi-jonctions, un empilement de deux ou trois semi-conducteurs différents. Une cellule multi-jonction est fabriquée à partir des trois semi-conducteurs suivants : InP, GaAs et Ge. Rédiger un court paragraphe pour expliquer l'intérêt de ce choix.