L'essor du photovoltaïque moderne : aspects fondamentaux de la conversion photovoltaïque

Avec le photovoltaïque, l’humanité a eu accès pour la première fois à un moyen de production d’énergie électrique ne faisant pas appel à des pièces tournantes et au cycle thermique à vapeur. Cela a été rendu possible par la découverte des propriétés semi-conductrices de certains matériaux, comme le silicium, et de dispositifs à base de jonction p-n, les cellules photovoltaïques, permettant de convertir l’énergie des photons en électricité directement. Nous rappellerons les théories, issues de la physique du solide et de la physique quantique permettant d’expliquer le fonctionnement des cellules et les principales caractéristiques photovoltaïques qui en résultent (création d’un photocourant et d’une phototension). Nous nous attacherons à présenter les rendements théoriques maximum, de 33 % pour une simple jonction à près de 85 % pour des dispositifs comme les multijonctions et de nouveaux concepts qui font l’objet de nombreuses recherches. Ceux-ci seront comparés avec les caractéristiques des dispositifs actuels.