Alors que les sources d'énergie mondiales deviennent de plus en plus tendues, l'énergie solaire est appelée développement de nouvelles énergies et nous utilisons davantage de cellules solaires dans nos vies. La cellule solaire est basée sur des matériaux semi-conducteurs. Une fois que le matériau photoélectrique a absorbé l'énergie lumineuse et que la conversion photoélectrique a eu lieu, quel est le principe de fonctionnement de la cellule solaire? Une cellule solaire est un dispositif qui convertit directement l'énergie lumineuse en énergie électrique par le biais d'un effet photoélectrique ou d'un effet photochimique. Lorsque le soleil brille sur le semi-conducteur, une partie est réfléchie par la surface et le reste est absorbé ou transmis par le semi-conducteur. Une partie de la lumière absorbée, bien sûr, devient de la chaleur, tandis que d'autres photons entrent en collision avec les électrons de valence qui composent le semi-conducteur, créant ainsi des paires électron-trou. De cette façon, l’énergie lumineuse est convertie en énergie électrique sous la forme de paires électron-trou.
La base physique des cellules solaires
Lorsque la lumière solaire illumine la jonction pn, les électrons du semi-conducteur libèrent des électrons du fait de l’acquisition d’énergie lumineuse. Des paires électrons-trous sont ainsi générées et, sous l’action du champ électrique de barrière, les électrons sont entraînés vers la région du motif. Les trous sont entraînés vers la région de type P, de sorte qu'il y a un excès d'électrons dans la région et que la région P a des trous en excès. Ainsi, un champ électrique photo-généré opposé à la direction du champ électrique de barrière est formé au voisinage de la jonction pn.
S'il y a une jonction pn dans le semi-conducteur, un champ électrique de barrière est formé des deux côtés des interfaces de type p et de type n, qui peuvent conduire les électrons vers la région N et les trous vers la région P, de sorte qu'il y électrons dans la région N, et il y a un excès de région P. Le trou forme un champ électrique générateur de lumière opposé à la direction du champ électrique de la barrière près de la jonction PN.
Il existe plus d'une douzaine de matériaux semi-conducteurs pour la fabrication de cellules solaires. Il existe donc de nombreux types de cellules solaires. Actuellement, les cellules solaires les plus matures et les plus utiles sur le plan commercial sont les cellules solaires au silicium. Ci-dessous, prenons comme exemple les cellules solaires au silicium pour présenter en détail le principe de fonctionnement des cellules solaires.