Les cellules solaires transforment le rayonnement électromagnétique en énergie électrique. Lorsque les photons de lumière sont absorbés, ils excitent les électrons afin qu'ils échappent à leurs positions normales pour former une partie d'un courant électrique. Modification de la longueur d'onde de la lumière affecte le rendement de conversion.
Caractéristiques
Lorsque orbitales sur des atomes de chevauchement de silicium, ils se combinent pour former des orbitales moléculaires. Les orbitales moléculaires occupées par des électrons sont appelés la bande de valence, tandis que les orbitales sont inoccupés la bande de conduction. La différence d'énergie entre l'orbitale moléculaire (HOMO) occupé le plus élevé et le plus bas orbitale moléculaire occupée (LUMO) est appelée la largeur de bande. Pour qu'un photon de lumière pour frapper un électron de la bande de valence dans la bande de conduction, il doit avoir une énergie égale ou supérieure à la différence d'énergie correspondant à l'écart de la bande.
Fonction
L'énergie d'un photon de lumière est égale à h (c / λ), où λ est la longueur d'onde, c est la vitesse de la lumière et h est la constante de Planck. la lumière plus courte longueur d'onde a une énergie plus élevée. Si un photon a une énergie suffisante pour arracher un électron de valence à la bande de conduction, il n'a pas été absorbée. Si la lumière a plus d'énergie que nécessaire, l'excès d'énergie est dissipée sous forme de chaleur.
Effets
L'effet net est que le rendement de conversion --- la quantité d'énergie lumineuse convertie en électricité --- change avec la longueur d'onde. L'énergie de conversion est plus élevée pour des longueurs d'onde de lumière qui ont juste assez d'énergie pour exciter un électron dans la bande interdite. D'autres longueurs d'onde ont une efficacité de conversion plus faible.