Effet photovoltaïque

Lorsqu'un photon ultraviolet frappe la zone de transition d’une cellule photovoltaïque composée de matériau semi-conducteur, typiquement de deux couches de silicium[1], il arrache un électron à l'atome de silicium en y laissant un trou. Cet électron, sous l'effet du champ électrique, se déplace du côté N tandis que le trou migre du côté P (excitation d'un électron de la bande de valence vers la bande de conduction). Ainsi, grâce aux photons qui transmettent leur énergie aux électrons, un mouvement de charges électriques se produit et un courant se manifeste à l'intérieur de la matière cristalline.

Outre les cellules photovoltaïques (ou photopiles), qui peuvent être constituées en panneaux solaires photovoltaïques, plusieurs types de composants utilisent ce principe : photodiodes, phototransistors[2].

L’effet photovoltaïque a été découvert par le physicien français Edmond Becquerel, père de Henri (qui a découvert la radioactivité), et présenté à l'Académie des sciences en 1839[3]. Edmond Becquerel a plongé des électrodes couvertes de chlorure d'argent ou de cuivre oxydé dans un électrolyte, les électrodes étant reliées à un galvanomètre dans une cellule[4]. Il a montré que, sous l'effet de la lumière, une circulation de courant apparaissait dans le galvanomètre[4]. Il en a étudié la variabilité sous l'effet de la longueur d'onde utilisée, préfigurant l'étude de l'effet photoélectrique et des propriétés des semi-conducteurs[4].