Exercice 2
Les pérovskites sont des structures minéralogiques particulières ayant des propriétés conductrices d'un semi-
conducteur. Le coût de fabrication de cellules photovoltaïques à base de pérovskites est bien moins élevé que celui de
cellules au silicium. Des recherches récentes montrent qu'il est possible d'obtenir des rendements proches de 25 % avec
des cellules photovoltaiques utilisant des pérovskites combinées avec des cellules au silicium.
Doc. 1 Spectre d'émission radiatif du Soleil.
Irradiance spectrale (W-m om "
ts UV Visible
1
380 600 780 1000
Absorbance
1
Doc. 2 Simulation des spectres d'absorption
de cellules à base de pérovskites et de silicium.
0.6
DA
1500
phrashices
Total
2500
2000
Longueur d'onde (nm)
Cellule à base
de silicium
400 500 600 700 800
Source Atarie (UPSEC, 2016
900 1000 1100 1200
Longueur d'onde (nm)
Doc. 3 Abondance des éléments dans la croute terrestre
Oxygène
Sificium
Aluminium
Fer
Calcium
Magnésium
Sodium
Potassium
Titane
Hydrogène
Manganese
Phosphore
Autres éléments
10
Gemanin: 13x10
Arsenlure 1,8 x 10
Gallum: 1,9x 10 A
20
S
40
Abondance (en
1. Expliquer brièvement le principe de fonctionnement d'un semi-conducteur dans une cellule photovoltaique. On
pourra s'aider de schémas. On représentera les diagrammes en bandes d'énergie d'un semi conducteur, d'un
isolant et d'un conducteur en expliquant les différences entre les trois types.
2. Déterminer pour quelle partie du spectre solaire les pérovskites absorbent le plus le rayonnement. On
précisera: UV; Visible; IR ou une combinaison de ces domaines.
3. Expliquer l'intérêt d'utiliser des pérovskites et du silicium pour réaliser une cellule photovoltaique.
4. Pourquoi n'utilise-t-on pas du germanium à la place du silicium alors qu'il absorbe un spectre de radiations bien
plus large?