Théorie des bandes

comme celui des métaux et des isolants il est décrit via la théorie des bandes. Ce modèle stipule qu'un électron dans un solide ne peut prendre des valeurs d'énergie comprises dans certains intervalles que l'on nomme « bandes », plus spécifiquement bandes permises, lesquelles sont séparés par d'autres « bandes » appelées bandes d'énergie interdites ou bandes interdites. Lorsque la température du solide tend vers le zéro absolu, deux bandes d'énergie permises jouent un rôle particulier:  la dernière

manipulation a pour but l'étude du fonctionnement des cellules photovoltaïques et la comparaison des performances de deux types de cellules : une cellule au silicium mono-cristallin et une cellule au silicium amorphe (7 cellules montées en série). I-THEORIE. Seul sera considéré pour exposer le principe de fonctionnement d'une cellule photovoltaïque, le cas des cellules à base de silicium cristallin. La structure électronique d'un semi-conducteur est représentée sur la figure I-1. Bande de Conduction

faut savoir appréhender les concepts de bandes d’énergie. Tout matériau possède deux bandes, la bande de valence et la bande de conduction. La capacité des électrons à sauter d’une bande à l’autre (valence vers conduction) détermine la nature du matériau. Dans un isolant les deux bandes sont trop éloignées en énergie pour permettre aux électrons ce saut. Dans un conducteur ces bandes sont imbriquées la conduction est immédiate. Dans les semiconducteurs ces bandes sont à distance intermédiaires (distance

au sein d'un matériau semi-conducteur. Pour expliquer ce principe d'électroluminescence, on se base sur la théorie des bandes. Dans un solide, l'énergie d'un électron peut prendre n'importe quelle valeur à l'intérieur de certains intervalles. On appelle ces intervalles des bandes d'énergie permises, qui sont séparées par des bandes d'énergie interdites. Il existe notamment deux bandes d'énergie particulières, la bande de valence (la dernière bande remplie d'électrons à T=0K) et la bande de conduction

s.c organiques). La différence est due à l’absence d’un réseau cristallin à trois dimensions, aux différentes interactions inter et intramoléculaire, aux structures désordonnées et aux impuretés chimiques. L’application du modèle classique des bandes d’énergie est souvent utilisée pour fournir une explication qualitative du fonctionnement des cellules. Ceci reste cependant une approximation. 16 Chapitre I Généralité sur les cellules photovoltaiques Les photons absorbés dans les semi-conducteurs

schématisé ci-contre. En effet, en physique du solide, les bandes de valence et de conduction modélisent des valeurs d'énergie que peuvent prendre les électrons d'un semi-conducteur à l'intérieur de celui-ci. De façon générale, ces électrons n'ont la possibilité de prendre que des valeurs d'énergie comprises dans certains intervalles, lesquels sont séparés par des "bandes" d'énergie interdites. Cette modélisation conduit à parler de bandes d'énergie. La bande de valence est la dernière bande de basse

(T = 300 K), on a ni ≈ 1010 cm−3, soit seulement e une paire bris´e sur 1013 ! e ELEN075 : Electronique Analogique / Semiconducteurs 1.10 Mouvement des trous ELEN075 : Electronique Analogique / Semiconducteurs 1.11 Diagrammes de bandes d’´nergie (T = 0) e Semiconducteur M´tal e E E bande de conduction bande de conduction T →0 Eg T →0 bande de valence bande inf´rieure e Dans le cas du semiconducteur : 4N ´lectrons pour 8N ´tats. e e Energie

Le fonctionnement d'une LED : Tout d'abord le mot LED signifie « Light Emitting Diode » ( Diode Électroluminescence en français), le symbole représentatif de la LED et pratiquement le même que celui de la diode avec deux flèches sortant qui viennent représenter le rayonnement lumineux émis. La LED est constituée d'un semi conducteur et d'une enveloppe externe (l'époxy est souvent utilisé comme matériel pour l'enveloppe externe). Comme toutes les ampoules classiques, la LED utilise l'électricité

SEMICONDUCTEURS Dans un premier temps nous allons essayer de comprendre les différences essentielles entre les matériaux conducteurs et les matériaux isolants. Nous montrerons que le semiconducteur est en fait un isolant un peu particulier I – Quelques rappels de physique atomique – Traitement classique Représentation planétaire et traitement classique: eNoyau: charge >0 Noyau Electron: charge 200 kT SEMICONDUCTEUR Eg < 100 kT 11/09/01 Cours d ’électronique analogique 112 11/09/01

Anne-laure Bouillet Plan du cours 1 - Principe de fonctionnement A - Notion de semi conducteur B - Du point de vu de l’atome C - Revenons aux cellules Solaires D- Un peu de maths E - Bande de valence et bande de conduction 2 – Quelques types et technologies de cellules solaires 3 – Focus sur les cellules en Silicium cristallin A - Fabrication B - Modèle théorique C - Analogie avec la Diode D - Effet de l’éclairement E - Effet de la Température sur la cellule Silicium F - Notion