(Groupe 6-TLG4)
Semi-conducteurs et capteurs photovoltaïques : Vers un avenir plus durable
Start
Sommaire
( Nour El Houda)
Introduction aux semi-conducteurs et au principe photovoltaïque
Le silicium et le fonctionnement des capteurs
Rendement et limites
Le volet "Science et Société"
Conclusion
QCM
01
Introduction aux semi-conducteurs et au principe photovoltaïque ( Kylian)
Sommaire
( Kylian)
A) Qu'est ce qu'un semi conducteur ?
⚡Ses particularités :
Sa capacité à conduire dépend de l’environnement : •s’il reçoit de la lumière, •s’il est chauffé, •ou s’il est "dopé" (modifié avec d’autres atomes). =>on dit qu’il est « semi » conducteur.
Définition :
Un semi-conducteur est un matériau qui conduit l’électricité seulement dans certaines conditions, par exemple quand il reçoit de la lumière.
Le silicium, présent dans le sable, est le semi-conducteur le plus utilisé.
Et la bande interdite, c'est quoi ?🤔
Sommaire
B)Qu'est ce que le principe de conversion photovoltaïque ?
( Kylian)
la “machine” qui applique l’effet photovoltaïque.
mécanisme physique permettant convereion photovoltaïque
2️⃣ Effet photovoltaïque
3️⃣Cellule photovoltaïque •Couche p : trous positifs •Couche n : électrons libres •Jonction p-n : champ électrique dirigeant les électrons Le courant généré peut être utilisé directement ou converti en courant alternatif (AC)
1️⃣ Conversion photovoltaïque Définition : Transformation directe de la lumière solaire en électricité. ☀️ → ⚡.
•Les photons de la lumière frappent le semi-conducteur. •Les photons transmettent leur énergie aux électrons → électrons excités. •Les électrons se déplacent grâce au champ électrique de la jonction p-n. Ce mouvement crée un courant électrique continu (DC).
==>
==>
Cliquez ici pour des Vidéos explicatives ✨
Sommaire
02
Le silicium et le fonctionnement des capteurs ( Yacine)
Sommaire
( Yacine)
A) Comparaison du spectre d'absorption du silicium au spectre solaire
💡
Le spectre solaire
Le spectre d’absorption du silicium
🌞 Le spectre solaire reçu sur Terre : entre 400 et 1200 nm. ⚡ Le silicium a un gap énergétique de 1,1 eV soit 1100 nm. Il absorbe donc efficacement les photons de ce domaine. ✅ Résultat : Le silicium est un matériau idéal car il couvre la majorité du spectre solaire utile, ce qui permet une conversion efficace de la lumière en électricité.
Sommaire
B) Le lien avec la mécanique quantique : photon et effet photoélectrique
( Yacine)
💡 Mécanique quantique :
=>La science qui explique le comportement des électrons et des photons à très petite échelle. =>comprendre pourquoi la lumière (photon) peut libérer des électrons dans un semi-conducteur et créer un courant électrique
Effet photoélectrique (explication détaillée) ✨
Application photovoltaïque ⚡
Sommaire
03
Rendement des panneaux photovoltaïques : caractéristiques et limites.( Goufrane)
Sommaire
A) Rendement des panneaux photovoltaïques
( Goufrane)
⚡ Facteurs qui influencent le rendement
Définition 🤔
📊 Valeur moyenne
•Les panneaux solaires en silicium (les plus utilisés aujourd’hui) ont un rendement moyen compris entre 15 % et 20 %. •Les meilleurs panneaux de laboratoire atteignent environ 40 %, mais ils sont très coûteux.
•Le rendement d’un panneau photovoltaïque mesure la part de l’énergie lumineuse reçue du Soleil qui est transformée en énergie électrique. •Exemple : si un panneau reçoit 100 unités d’énergie solaire et en produit 20 en électricité, son rendement est de 20 %.
•La bande interdite du semi-conducteur (elle limite la quantité de photons absorbés). •La température •L’orientation et l’ensoleillement du panneau. •La qualité du matériau utilisé (silicium cristallin, couches minces, etc.).
=> Schéma explicatif ✨
Sommaire
B) Les limites du rendement des panneaux photovoltaïques
( Goufrane)
👉 Le rendement des panneaux photovoltaïques, bien qu’important, est limité par plusieurs facteurs physiques et techniques qui empêchent une conversion totale de l’énergie solaire en électricité. Ces limites sont liées à la bande interdite des semi-conducteurs, à la chaleur (température), aux pertes optiques et électriques, ainsi qu’à une dégradation progressive du panneau.
Pertes optiques et électriques ⚡
Dégradation progressive du panneau ❌
La température ☀️
Bande interdite ⛔
Sommaire
04
Le volet "Science et Société " ( Adriana)
Sommaire
A) Impact environnementale de la production de silicium
( Adriana)
La production de silicium, utilisé notamment dans les panneaux solaires et les puces électroniques, a un impact environnemental important. Ses principaux facteurs sont :
Petit bilan ✅
👉 Malgré ces impacts, le silicium reste essentiel à la transition énergétique. Les panneaux qu’il permet de produire génèrent une électricité propre pendant plus de 25 ans, avec un temps de retour énergétique de 1 à 3 ans seulement : c’est-à-dire qu’ils compensent rapidement l’énergie dépensée pour les fabriquer.
•⛏ Extraction du quartz •🔥 Fabrication du silicium métallurgique •⚗️ Purification •💧 Fabrication des cellules •♻️ Fin de vie et recyclage
Sommaire
B) Enjeux économiques et usages
( Adriana)
La filière photovoltaïque ne soulève pas seulement des questions environnementales, mais aussi des enjeux économiques et stratégiques. En effet, elle influence plusieurs domaines dont :
Petit bilan ✅
👉Le photovoltaïque n’est plus seulement une technologie environnementale : il joue un rôle clé dans l’économie, l’énergie et l’aménagement du territoire. Il permet de diversifier les sources d’énergie, de créer des opportunités économiques et de repenser l’utilisation des espaces. Toutefois, son déploiement nécessite de trouver un équilibre entre rentabilité, innovation et préservation des ressources naturelles.
•🌏 Production mondial •💶 Baisse des coûts •🏭 Relocalisation en Europe
🌱 Agrivoltaïsme
Sommaire
( Nour El Houda)
Conclusion
👉Pour vous aider dans vos révisions, visionner la fiche suivante :
« En résumé, les semi-conducteurs et les capteurs photovoltaïques constituent une technologie centrale pour la transition énergétique. Le silicium, par ses propriétés de semi-conducteur, permet de convertir la lumière en électricité, mais le rendement reste limité par des facteurs physiques (bande interdite, chaleur, pertes optiques, recombinaisons). La production de silicium et la fabrication des panneaux soulèvent des défis environnementaux, notamment liés aux émissions de CO₂, à l’usage chimique et au recyclage. Sur le plan économique et sociétal, le photovoltaïque devient de plus en plus compétitif, mais dépend largement de chaînes de production concentrées géographiquement. L’avenir passera par la relocalisation, des filières durables, et des usages innovants comme l’agrivoltaïsme. »
Point culture G sur l'histoire du panneau photovoltaïque 🧐
Sommaire
(Nour El Houda)
introduction
QCM
Il est temps de vérifier ses connaissances !
go!
Sommaire
Par GOufrane
Question 1/10
QCM
Quel est environ le rendement moyen d'une cellule photovoltaique ?
15% a 20%
30% a 40%
5% a 10%
Sommaire
Par Goufrane
Question 2/10
QCM
Que se passe-t-il lorsqu’un photon a une énergie supérieure à la bande interdite d’un semi-conducteur ?
Le silicium se casse
Un électron est libéré et peut participer au courant
Rien du tout
Sommaire
par yacine
Question 3/10
QCM
Pourquoi le silicium est-il un matériau adapté pour la fabrication de cellules photovoltaïques ?
Parce qu'il ne peut absorber que les rayons infrarouges
Parce qu'il laisse passer la lumière sans interagir avec elle
Parce qu'il absorbe la majorité du spectre solaire sur Terre
Sommaire
Par yacine
Question 4/10
QCM
Dans quelle zone du spectre se concentre principalement la lumière solaire reçue sur Terre ?
Graphiques
Entre 2000nm et 3000nm
Entre 400nm et 1200nm
Entre 50nm et 200nm
Sommaire
par adriana
Question 5/10
QCM
Dans quel pays produit- on le plus de silicium ?
Chine
Russie
Etats-Unis
Sommaire
par adriana
Question 6/10
QCM
Dans quelle région retrouvera-t-on une rélocalisation des panneaux photovoltÏques ?
Union européenne
Asie
États unis
Sommaire
par kylian
Question 7/10
QCM
Qu'est-ce qu'un semi-conducteur?
Un materiau qui laisse passer l'electricite comme un metal
Un materiau qui laisse passer un peu d'electricite ,pas autant qu'un metal
Un matériau qui ne laisse pas passer l'électricité
Sommaire
Par Kylian
Question 8/10
QCM
Qu'est ce que le silicium ?
Write the wrong option here
Un métal utilisé pour les câbles électriques
Un élément utilisé dans l'électronique, comme semi-conducteur
Sommaire
Par Nour El Houda
Question 9/10
QCM
Quelle étape de la fabrication du silicium est la plus énergivore ?
Le transport en bateau
L’emballage
Le chauffage du quartz à 2000 °C
Sommaire
Par Nour El Houda
Question 10/10
QCM
Qu'est ce que la conversion photovoltaïque ?
transforme la biomasse en électricité
transforme la lumière du soleil en chaleur
transforme la lumière du soleil en électricité.
Sommaire
( Nour El Houda)
introduction
good job!
Entre 0-2 bonnes réponses « Oups… il faut vraiment revoir le cours ! 😅 »
6 à 8 bonnes réponses « Bien joué, tu maîtrises pas mal le sujet ! »
3 à 5 bonnes réponses « Pas mal, mais tu peux faire mieux ! »
9 à 10 bonnes réponses « Excellent ! On peut presque t’appeler expert ! 🌟 »
next
Sommaire
(Nour El Houda)
C'est tout pour ce chapitre !
Sommaire
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
👉 La bande interdite est la zone d’énergie que les électrons ne peuvent pas occuper. 👉Dans un semi-conducteur, cette bande est petite : la lumière peut donner aux électrons assez d’énergie pour la franchir et ainsi produire de l’électricité.
✨ Pour mieux comprendre, visionner la vidéo suivante :
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
Semi-conducteurs et capteurs photovoltaïques : Vers un avenir plus durable
n o u r el h o u d a
Created on September 23, 2025
Start designing with a free template
Discover more than 1500 professional designs like these:
View
Audio tutorial
View
Pechakucha Presentation
View
Desktop Workspace
View
Decades Presentation
View
Psychology Presentation
View
Medical Dna Presentation
View
Geometric Project Presentation
Explore all templates
Transcript
(Groupe 6-TLG4)
Semi-conducteurs et capteurs photovoltaïques : Vers un avenir plus durable
Start
Sommaire
( Nour El Houda)
Introduction aux semi-conducteurs et au principe photovoltaïque
Le silicium et le fonctionnement des capteurs
Rendement et limites
Le volet "Science et Société"
Conclusion
QCM
01
Introduction aux semi-conducteurs et au principe photovoltaïque ( Kylian)
Sommaire
( Kylian)
A) Qu'est ce qu'un semi conducteur ?
⚡Ses particularités :
Sa capacité à conduire dépend de l’environnement : •s’il reçoit de la lumière, •s’il est chauffé, •ou s’il est "dopé" (modifié avec d’autres atomes). =>on dit qu’il est « semi » conducteur.
Définition :
Un semi-conducteur est un matériau qui conduit l’électricité seulement dans certaines conditions, par exemple quand il reçoit de la lumière.
Le silicium, présent dans le sable, est le semi-conducteur le plus utilisé.
Et la bande interdite, c'est quoi ?🤔
Sommaire
B)Qu'est ce que le principe de conversion photovoltaïque ?
( Kylian)
la “machine” qui applique l’effet photovoltaïque.
mécanisme physique permettant convereion photovoltaïque
2️⃣ Effet photovoltaïque
3️⃣Cellule photovoltaïque •Couche p : trous positifs •Couche n : électrons libres •Jonction p-n : champ électrique dirigeant les électrons Le courant généré peut être utilisé directement ou converti en courant alternatif (AC)
1️⃣ Conversion photovoltaïque Définition : Transformation directe de la lumière solaire en électricité. ☀️ → ⚡.
•Les photons de la lumière frappent le semi-conducteur. •Les photons transmettent leur énergie aux électrons → électrons excités. •Les électrons se déplacent grâce au champ électrique de la jonction p-n. Ce mouvement crée un courant électrique continu (DC).
==>
==>
Cliquez ici pour des Vidéos explicatives ✨
Sommaire
02
Le silicium et le fonctionnement des capteurs ( Yacine)
Sommaire
( Yacine)
A) Comparaison du spectre d'absorption du silicium au spectre solaire
💡
Le spectre solaire
Le spectre d’absorption du silicium
🌞 Le spectre solaire reçu sur Terre : entre 400 et 1200 nm. ⚡ Le silicium a un gap énergétique de 1,1 eV soit 1100 nm. Il absorbe donc efficacement les photons de ce domaine. ✅ Résultat : Le silicium est un matériau idéal car il couvre la majorité du spectre solaire utile, ce qui permet une conversion efficace de la lumière en électricité.
Sommaire
B) Le lien avec la mécanique quantique : photon et effet photoélectrique
( Yacine)
💡 Mécanique quantique :
=>La science qui explique le comportement des électrons et des photons à très petite échelle. =>comprendre pourquoi la lumière (photon) peut libérer des électrons dans un semi-conducteur et créer un courant électrique
Effet photoélectrique (explication détaillée) ✨
Application photovoltaïque ⚡
Sommaire
03
Rendement des panneaux photovoltaïques : caractéristiques et limites.( Goufrane)
Sommaire
A) Rendement des panneaux photovoltaïques
( Goufrane)
⚡ Facteurs qui influencent le rendement
Définition 🤔
📊 Valeur moyenne
•Les panneaux solaires en silicium (les plus utilisés aujourd’hui) ont un rendement moyen compris entre 15 % et 20 %. •Les meilleurs panneaux de laboratoire atteignent environ 40 %, mais ils sont très coûteux.
•Le rendement d’un panneau photovoltaïque mesure la part de l’énergie lumineuse reçue du Soleil qui est transformée en énergie électrique. •Exemple : si un panneau reçoit 100 unités d’énergie solaire et en produit 20 en électricité, son rendement est de 20 %.
•La bande interdite du semi-conducteur (elle limite la quantité de photons absorbés). •La température •L’orientation et l’ensoleillement du panneau. •La qualité du matériau utilisé (silicium cristallin, couches minces, etc.).
=> Schéma explicatif ✨
Sommaire
B) Les limites du rendement des panneaux photovoltaïques
( Goufrane)
👉 Le rendement des panneaux photovoltaïques, bien qu’important, est limité par plusieurs facteurs physiques et techniques qui empêchent une conversion totale de l’énergie solaire en électricité. Ces limites sont liées à la bande interdite des semi-conducteurs, à la chaleur (température), aux pertes optiques et électriques, ainsi qu’à une dégradation progressive du panneau.
Pertes optiques et électriques ⚡
Dégradation progressive du panneau ❌
La température ☀️
Bande interdite ⛔
Sommaire
04
Le volet "Science et Société " ( Adriana)
Sommaire
A) Impact environnementale de la production de silicium
( Adriana)
La production de silicium, utilisé notamment dans les panneaux solaires et les puces électroniques, a un impact environnemental important. Ses principaux facteurs sont :
Petit bilan ✅
👉 Malgré ces impacts, le silicium reste essentiel à la transition énergétique. Les panneaux qu’il permet de produire génèrent une électricité propre pendant plus de 25 ans, avec un temps de retour énergétique de 1 à 3 ans seulement : c’est-à-dire qu’ils compensent rapidement l’énergie dépensée pour les fabriquer.
•⛏ Extraction du quartz •🔥 Fabrication du silicium métallurgique •⚗️ Purification •💧 Fabrication des cellules •♻️ Fin de vie et recyclage
Sommaire
B) Enjeux économiques et usages
( Adriana)
La filière photovoltaïque ne soulève pas seulement des questions environnementales, mais aussi des enjeux économiques et stratégiques. En effet, elle influence plusieurs domaines dont :
Petit bilan ✅
👉Le photovoltaïque n’est plus seulement une technologie environnementale : il joue un rôle clé dans l’économie, l’énergie et l’aménagement du territoire. Il permet de diversifier les sources d’énergie, de créer des opportunités économiques et de repenser l’utilisation des espaces. Toutefois, son déploiement nécessite de trouver un équilibre entre rentabilité, innovation et préservation des ressources naturelles.
•🌏 Production mondial •💶 Baisse des coûts •🏭 Relocalisation en Europe
🌱 Agrivoltaïsme
Sommaire
( Nour El Houda)
Conclusion
👉Pour vous aider dans vos révisions, visionner la fiche suivante :
« En résumé, les semi-conducteurs et les capteurs photovoltaïques constituent une technologie centrale pour la transition énergétique. Le silicium, par ses propriétés de semi-conducteur, permet de convertir la lumière en électricité, mais le rendement reste limité par des facteurs physiques (bande interdite, chaleur, pertes optiques, recombinaisons). La production de silicium et la fabrication des panneaux soulèvent des défis environnementaux, notamment liés aux émissions de CO₂, à l’usage chimique et au recyclage. Sur le plan économique et sociétal, le photovoltaïque devient de plus en plus compétitif, mais dépend largement de chaînes de production concentrées géographiquement. L’avenir passera par la relocalisation, des filières durables, et des usages innovants comme l’agrivoltaïsme. »
Point culture G sur l'histoire du panneau photovoltaïque 🧐
Sommaire
(Nour El Houda)
introduction
QCM
Il est temps de vérifier ses connaissances !
go!
Sommaire
Par GOufrane
Question 1/10
QCM
Quel est environ le rendement moyen d'une cellule photovoltaique ?
15% a 20%
30% a 40%
5% a 10%
Sommaire
Par Goufrane
Question 2/10
QCM
Que se passe-t-il lorsqu’un photon a une énergie supérieure à la bande interdite d’un semi-conducteur ?
Le silicium se casse
Un électron est libéré et peut participer au courant
Rien du tout
Sommaire
par yacine
Question 3/10
QCM
Pourquoi le silicium est-il un matériau adapté pour la fabrication de cellules photovoltaïques ?
Parce qu'il ne peut absorber que les rayons infrarouges
Parce qu'il laisse passer la lumière sans interagir avec elle
Parce qu'il absorbe la majorité du spectre solaire sur Terre
Sommaire
Par yacine
Question 4/10
QCM
Dans quelle zone du spectre se concentre principalement la lumière solaire reçue sur Terre ?
Graphiques
Entre 2000nm et 3000nm
Entre 400nm et 1200nm
Entre 50nm et 200nm
Sommaire
par adriana
Question 5/10
QCM
Dans quel pays produit- on le plus de silicium ?
Chine
Russie
Etats-Unis
Sommaire
par adriana
Question 6/10
QCM
Dans quelle région retrouvera-t-on une rélocalisation des panneaux photovoltÏques ?
Union européenne
Asie
États unis
Sommaire
par kylian
Question 7/10
QCM
Qu'est-ce qu'un semi-conducteur?
Un materiau qui laisse passer l'electricite comme un metal
Un materiau qui laisse passer un peu d'electricite ,pas autant qu'un metal
Un matériau qui ne laisse pas passer l'électricité
Sommaire
Par Kylian
Question 8/10
QCM
Qu'est ce que le silicium ?
Write the wrong option here
Un métal utilisé pour les câbles électriques
Un élément utilisé dans l'électronique, comme semi-conducteur
Sommaire
Par Nour El Houda
Question 9/10
QCM
Quelle étape de la fabrication du silicium est la plus énergivore ?
Le transport en bateau
L’emballage
Le chauffage du quartz à 2000 °C
Sommaire
Par Nour El Houda
Question 10/10
QCM
Qu'est ce que la conversion photovoltaïque ?
transforme la biomasse en électricité
transforme la lumière du soleil en chaleur
transforme la lumière du soleil en électricité.
Sommaire
( Nour El Houda)
introduction
good job!
Entre 0-2 bonnes réponses « Oups… il faut vraiment revoir le cours ! 😅 »
6 à 8 bonnes réponses « Bien joué, tu maîtrises pas mal le sujet ! »
3 à 5 bonnes réponses « Pas mal, mais tu peux faire mieux ! »
9 à 10 bonnes réponses « Excellent ! On peut presque t’appeler expert ! 🌟 »
next
Sommaire
(Nour El Houda)
C'est tout pour ce chapitre !
Sommaire
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
👉 La bande interdite est la zone d’énergie que les électrons ne peuvent pas occuper. 👉Dans un semi-conducteur, cette bande est petite : la lumière peut donner aux électrons assez d’énergie pour la franchir et ainsi produire de l’électricité.
✨ Pour mieux comprendre, visionner la vidéo suivante :
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...
wrong answer...