La barrière de potentiel est l'interface d'une cellule solaire entre les couches positive et négative . Elle présente une zone très étroite de charge électrique statique. Les électrons de haute énergie diffusent préférentiellement à travers cette barrière dans une direction, car celle-ci empêche leur passage d'une couche à l'autre. Il en résulte un courant et, par conséquent, une tension aux bornes de la cellule. Cette barrière est également appelée zone de charge d'espace ou zone de déplétion.
Le silicium de type p et le silicium de type n sont deux types différents de semi-conducteurs utilisés dans la fabrication des cellules solaires. Pour créer du silicium de type p, on ajoute des atomes possédant un électron de moins sur leur couche externe que le silicium, comme le bore ou le gallium. Dans le bore, une lacune électronique (ou trou) se crée car il lui manque un électron pour former des liaisons avec les atomes de silicium voisins.
En ajoutant des éléments, comme le phosphore, possédant un électron de plus dans leur couche externe que le silicium, on obtient le silicium de type n. La couche externe du phosphore contient cinq électrons, et non quatre. Il forme des liaisons avec les atomes de silicium voisins, mais ces liaisons n'impliquent pas un seul électron. Il peut alors se déplacer librement dans la structure du silicium.
Comment est fabriquée une cellule solaire ?
Pour former une cellule solaire, une couche de silicium de type p est prise en sandwich entre deux couches de silicium de type n . La couche de type n contient trop d'électrons, tandis que la couche de type p contient trop de trous chargés positivement (qui correspondent à des lacunes dues à un manque d' électrons de valence ).
Les électrons d'un côté de la jonction (couche de type n) migrent vers les trous situés de l'autre côté de la jonction, près de la jonction des deux couches (couche de type p). De ce fait, les électrons comblent les trous de la zone d'appauvrissement qui se forme autour de la connexion.
À lire également : Que sont ACDB et DCDB ?
Le côté de type p de la zone d'appauvrissement, initialement occupé par des trous, est désormais rempli d'ions chargés négativement, tandis que le côté de type n, précédemment occupé par des électrons, est désormais rempli d'ions chargés positivement. Ces ions, de charges opposées, créent un champ électrique interne qui empêche les électrons de la couche de type n de combler les trous de la couche de type p.
