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Les cellules photoélectriques permettent de détecter des masses en mouvement qui traversent un faisceau lumineux. Exemple: détection de passage pour un portail motorisé, détection et comptage de pièces sur un tapis roulant, détection d'une pièce sur une machine outil Une lumière est émise par une LED, cette lumière est modulée ou pulsée à l'aide d'un circuit oscillateur. Cela pour ne pas être parasité par la lumière ambiante. Raccordement des Cellules Photoelectriques pour portail coulissant. La lumière émise par la LED est concentrée par une lentille et émise en direction du récepteur celui-ci détectera la présence du rayon lumineux dans le cas d'une cellule photoélectrique barrage. Pour ce qui est d'une cellule photoélectrique réflex le rayon de lumière est renvoyé par un réflecteur, dans ce cas l'émetteur du rayon lumineux et le récepteur se trouve dans le même boitier. Donc deux principaux modes de détection barrage ou reflex. Barrage: l'émetteur est d'un côté, le récepteur est de l'autre. Reflex: l'émetteur et le récepteur se trouvent du même côté dans un boitier, le rayon lumineux est renvoyé par un réflecteur du type catadioptre ou par la pièce à détecter.

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Typiquement, la tension maximale d'une cellule (PN) est d'environ 0. 5 à 0. 8V. Elle peut être directement mesurée à ses bornes sans charge (circuit ouvert). Cette tension est nommée tension de circuit ouvert (V oc). Lorsque les bornes d'une cellule sont court-circuitées, on peut mesurer le courant maximal produit par la cellule PV et on le nomme communément courant de court circuit (I cc). Principe de la conversion Photoélectrique. Ces valeurs peuvent changer fortement en fonction du matériau utilisé, de la température et de l'ensoleillement. La Figure 2-2 représente les caractéristiques typiques mesurables I cell =f(V cell) d'une jonction PN soumise à un flux lumineux constant et dans l'obscurité [17]. Figure 2. 2: Caractéristiques I(V) d'une cellule photovoltaïque soumise à différents éclairements. On parle souvent de rendement de conversion pour des cellules photovoltaïques, ce terme correspond à la capacité de la cellule à transformer l'énergie des photons qui la percutent. Ces mesures sont aujourd'hui normalisées. Les cellules solaires sont donc testées par les constructeurs sous un spectre lumineux artificiel correspondant à un spectre solaire typique AM1.

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Même si le phénomène électrique est secondaire devant le phénomène thermique, récupérer tout ou partie de l'énergie électrique est le premier objectif des capteurs photovoltaïques sous forme de cellules ou de générateurs. Cela est possible grâce par exemple à des cellules solaires réalisées en associant un matériau semi-conducteur dopé Nà un autre semi-conducteur dopé P, Chapitre 02: Etat de l'art des panneaux hybrides thermique photovoltaïque 24 Figure 2. L'énergie produite par l'absorption d'un photon dans un matériau se traduit du point de vue électrique par la création d'une paire électron-trou. Schema cellule photoélectrique 2. Cette réaction entraine une différence de répartition des charges créant ainsi une différence de potentiel électrique, c'est l'effet photovoltaïque. Le fait d'avoir associé deux types de matériaux pour créer une jonction permet de pouvoir récupérer les charges avant que ces dernières ne se soient recombinées dans le matériau qui redevient alors neutre. La présence de la jonction PN permet ainsi de maintenir une circulation de courant jusqu'à ses bornes.

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10 -30 Kg 1eV = 1, 6. 10 -19 J EXERCICE II On considère une cellule photoémissive dont la cathode est recouverte de sodium. La fréquence seuil de ce métal est = 5, 1. 10 14 Hz Donner la définition de: § L'effet photoélectrique La fréquence seuil. Calculer en joule (J) puis en électron-volt (eV) l'énergie d'extraction d'un électron du métal de sodium. On utilise sur la cellule photoémissive une radiation de longueur d'onde 𝜆 =0, 4. 10 -6 m. Calculer en joule (J) puis en électronvolt (eV) l'énergie cinétique maximale d'un électron à la sortie de la cathode. Calculer la vitesse maximale de l'électron à la sortie de la plaque de sodium. - Célérité de la propagation de la lumière: c= 3. s -1 EXERCICE III Décrire une expérience mettant en évidence l'effet photoélectrique. Faire un schéma du dispositif expérimental. La longueur d'onde seuil du zinc est de 0, 37µm. a- Définir la longueur d'onde seuil. b- Calculer l'énergie d'extraction d'un électron du zinc en Joule et en eV. Schema cellule photoélectrique de. On éclaire la cathode de zinc d'une cellule photoémissive à vide avec une lumière de longueur d'onde 0, 2µm.

Le nombre de photons par unité de longueur d'onde est une donnée à connaître pour les applications photovoltaïques pour estimer l'énergie totale disponible. La longueur d'onde correspondant au maximum de photons est de l'ordre de 650-670nm. Figure 2. 1: Schéma de principe de la conversion photoélectrique. Poser un interrupteur à cellule photoélectrique | Interrupteur, Cours electricité, Cellules. La plupart des cellules photovoltaïques utilisent des semi-conducteurs pour récolter les paires électron-trou créées par la collision des photons dans le matériau. Cependant, selon le matériau utilisé, le nombre de photons utiles (qui peuvent être absorbés) diffère. En effet, chaque matériau possède son propre gap énergétique (bande d'énergie interdite). Tout photon possédant une énergie inférieure à ce gap et arrivant à la surface du matériau n'aura pas assez d'énergie pour arracher un électron au matériau même s'il entre en collision avec un. Le courant produit par un capteur PV est donc beaucoup plus faible que la quantité de photons arrivant sur le matériau car plusieurs conditions doivent être réunies pour que réellement l'énergie d'un photon se traduise en courant (compatibilité du matériau avec les longueurs d'ondes du spectre solaire, énergie des photons à leur arrivée sur le matériau, probabilité de rencontre d'un photon avec un électron, incidence du rayonnement, épaisseur du matériau, …).

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