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Conversion de la lumière en électricité: L’effet photoélectrique et les cellules solaires

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Clém

23/12/2025

Ens. Scient.

De l’énergie lumineuse à l’énergie électrique

1 025

23 déc. 2025

3 pages

Conversion de la lumière en électricité: L’effet photoélectrique et les cellules solaires

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Clém

@clem.fiches

Tu vas découvrir comment Einstein a révolutionné notre compréhension de... Affiche plus

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Chapitre 2

De l'énergie lumineuse à l'énergie électrique

→ Einstein

➡Reprend l'hypothèse de Plank

= un atome absorbe énergie ≠ de manièr

L'hypothèse révolutionnaire d'Einstein

Einstein reprend l'idée de Planck et va encore plus loin : la lumière n'est pas une onde continue mais un ensemble de particules appelées photons. Chaque photon transporte un paquet d'énergie bien précis, appelé quantum.

Cette découverte explique enfin l'effet photoélectrique : quand la lumière frappe certains métaux, elle peut arracher des électrons. C'est exactement ce qui se passe dans tes écouteurs sans fil quand tu les poses sur leur base de rechargement !

Les spectres lumineux nous révèlent que les atomes ne peuvent absorber ou émettre que des énergies très précises. C'est pourquoi chaque élément produit ses propres raies colorées caractéristiques - comme une empreinte digitale lumineuse.

💡 Bon à savoir : Les atomes ne peuvent absorber que l'énergie exacte correspondant à l'écart entre leurs niveaux d'énergie, comme si tu ne pouvais monter un escalier qu'en sautant des marches entières.

Chapitre 2

De l'énergie lumineuse à l'énergie électrique

→ Einstein

➡Reprend l'hypothèse de Plank

= un atome absorbe énergie ≠ de manièr

Les trois types de matériaux électriques

Tous les matériaux se classent en trois catégories selon leur capacité à conduire l'électricité. Dans les conducteurs comme le cuivre, les électrons circulent librement - pas de barrière à franchir.

Les isolants comme le plastique ont un gap (bande interdite) énorme que les électrons ne peuvent pas franchir. Résultat : aucun courant ne passe, c'est parfait pour protéger tes câbles !

Les semi-conducteurs comme le silicium sont les plus intéressants : avec un petit apport d'énergie (lumière, chaleur), leurs électrons peuvent franchir le gap et créer un courant. C'est le principe de base de tous nos appareils électroniques.

💡 Astuce : Le silicium absorbe une grande partie du spectre solaire, c'est pourquoi on l'utilise massivement dans les panneaux photovoltaïques.

Chapitre 2

De l'énergie lumineuse à l'énergie électrique

→ Einstein

➡Reprend l'hypothèse de Plank

= un atome absorbe énergie ≠ de manièr

Comment fonctionne une cellule photovoltaïque

Une cellule photovoltaïque, c'est du silicium "dopé" de deux façons différentes. D'un côté, on ajoute du phosphore (dopage N) qui apporte des électrons en excès. De l'autre, on ajoute du bore (dopage P) qui crée des "trous" d'électrons.

Quand ces deux zones se touchent, elles créent une jonction avec une différence de potentiel naturelle. Dès qu'un photon frappe cette zone, il arrache un électron qui se met en mouvement - et voilà, tu as du courant électrique !

Le courant va du côté P+ vers le côté N-, tandis que les électrons font le trajet inverse. L'efficacité dépend de deux paramètres contradictoires : plus il fait froid, mieux ça marche, mais plus il y a de lumière, mieux ça marche aussi.

💡 À retenir : Pour optimiser une installation solaire, il faut trouver le bon compromis entre tension et intensité en calculant P = U × I.



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L'application est très facile d'utilisation et bien conçue. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais et j'ai pu apprendre beaucoup de choses grâce aux présentations ! Je vais certainement utiliser l'application pour un travail en classe ! Et comme source d'inspiration personnelle, elle est bien sûr aussi très utile.

Stefan S

utilisateur iOS

Cette application est vraiment super. Il y a tellement de fiches de révision et d'aide, [...]. Par exemple, la matière qui me pose problème est le français et l'appli a un choix d'aide très large. Grâce à cette application, je me suis améliorée en français. Je la recommanderais à tout le monde.

Samantha Klich

utilisatrice Android

Waouh, je suis vraiment abasourdi. J'ai essayé l'application parce que je l'avais déjà vue plusieurs fois dans la publicité et j'ai été absolument choquée. Cette appli est L'AIDE dont on rêve pour l'école et surtout, elle propose tellement de choses, comme des rédactions et des fiches qui m'ont personnellement TRÈS bien aidé.

Anna

utilisatrice iOS

Meilleur application je voulais m'entraîner pour mes maths puis j'ai tout compris d'un coup c'est mon nouveau prof maintenant 🤣🤣

Thomas R

utilisateur d' Android

super application pour réviser je révise tout les soirs

Esteban M

utilisateur d'Android

Permet de vraiment comprendre les cours sous forme de fiches de révisions déjà faites ! Incroyable, je recommande vraiment

Leny

utilisateur d'Android

L'application est tout simplement géniale ! Il me suffit de taper mon sujet dans la barre de recherche et je le vérifie très rapidement. Je ne dois plus regarder 10 vidéos YouTube pour comprendre quelque chose et j'économise ainsi mon temps. Je te le recommande !

Sudenaz Ocak

utilisateur Android

Cette application m'a vraiment fait m'améliorer ! J'étais vraiment nul en maths à l'école et grâce à l'appli, je suis meilleur en maths ! Je suis tellement reconnaissante que vous ayez créé cette application.

Greenlight Bonnie

utilisateur Android

PARFAIT 🌟 💕🔥 ça facilite Vrmt la révision avec des fiches de révisions fascinants✨🥰

Khady

utilisatrice d'Android

Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!

Claire

utilisatrice iOS

C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩

Raoul

utilisateur IOS

Knowunity est vraiment une application incroyable elle est pour tous les âges et s’adapte à tous les niveaux.Elle permet de mieux comprendre et apprendre. Cette application est super pour les devoirs et pour les contrôles je la recommande à tous le monde petit ou grands

Ella

utilisatrice iOS

L'application est très facile d'utilisation et bien conçue. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais et j'ai pu apprendre beaucoup de choses grâce aux présentations ! Je vais certainement utiliser l'application pour un travail en classe ! Et comme source d'inspiration personnelle, elle est bien sûr aussi très utile.

Stefan S

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Cette application est vraiment super. Il y a tellement de fiches de révision et d'aide, [...]. Par exemple, la matière qui me pose problème est le français et l'appli a un choix d'aide très large. Grâce à cette application, je me suis améliorée en français. Je la recommanderais à tout le monde.

Samantha Klich

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Waouh, je suis vraiment abasourdi. J'ai essayé l'application parce que je l'avais déjà vue plusieurs fois dans la publicité et j'ai été absolument choquée. Cette appli est L'AIDE dont on rêve pour l'école et surtout, elle propose tellement de choses, comme des rédactions et des fiches qui m'ont personnellement TRÈS bien aidé.

Anna

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Thomas R

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super application pour réviser je révise tout les soirs

Esteban M

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Permet de vraiment comprendre les cours sous forme de fiches de révisions déjà faites ! Incroyable, je recommande vraiment

Leny

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L'application est tout simplement géniale ! Il me suffit de taper mon sujet dans la barre de recherche et je le vérifie très rapidement. Je ne dois plus regarder 10 vidéos YouTube pour comprendre quelque chose et j'économise ainsi mon temps. Je te le recommande !

Sudenaz Ocak

utilisateur Android

Cette application m'a vraiment fait m'améliorer ! J'étais vraiment nul en maths à l'école et grâce à l'appli, je suis meilleur en maths ! Je suis tellement reconnaissante que vous ayez créé cette application.

Greenlight Bonnie

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PARFAIT 🌟 💕🔥 ça facilite Vrmt la révision avec des fiches de révisions fascinants✨🥰

Khady

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Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!

Claire

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C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩

Raoul

utilisateur IOS

Knowunity est vraiment une application incroyable elle est pour tous les âges et s’adapte à tous les niveaux.Elle permet de mieux comprendre et apprendre. Cette application est super pour les devoirs et pour les contrôles je la recommande à tous le monde petit ou grands

Ella

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Tu vas découvrir comment Einstein a révolutionné notre compréhension de la lumière et comment cette théorie permet aujourd'hui de produire de l'électricité avec des panneaux solaires. C'est le principe qui alimente déjà une grande partie de notre énergie renouvelable !

Chapitre 2

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L'hypothèse révolutionnaire d'Einstein

Einstein reprend l'idée de Planck et va encore plus loin : la lumière n'est pas une onde continue mais un ensemble de particules appelées photons. Chaque photon transporte un paquet d'énergie bien précis, appelé quantum.

Cette découverte explique enfin l'effet photoélectrique : quand la lumière frappe certains métaux, elle peut arracher des électrons. C'est exactement ce qui se passe dans tes écouteurs sans fil quand tu les poses sur leur base de rechargement !

Les spectres lumineux nous révèlent que les atomes ne peuvent absorber ou émettre que des énergies très précises. C'est pourquoi chaque élément produit ses propres raies colorées caractéristiques - comme une empreinte digitale lumineuse.

💡 Bon à savoir : Les atomes ne peuvent absorber que l'énergie exacte correspondant à l'écart entre leurs niveaux d'énergie, comme si tu ne pouvais monter un escalier qu'en sautant des marches entières.

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Les trois types de matériaux électriques

Tous les matériaux se classent en trois catégories selon leur capacité à conduire l'électricité. Dans les conducteurs comme le cuivre, les électrons circulent librement - pas de barrière à franchir.

Les isolants comme le plastique ont un gap (bande interdite) énorme que les électrons ne peuvent pas franchir. Résultat : aucun courant ne passe, c'est parfait pour protéger tes câbles !

Les semi-conducteurs comme le silicium sont les plus intéressants : avec un petit apport d'énergie (lumière, chaleur), leurs électrons peuvent franchir le gap et créer un courant. C'est le principe de base de tous nos appareils électroniques.

💡 Astuce : Le silicium absorbe une grande partie du spectre solaire, c'est pourquoi on l'utilise massivement dans les panneaux photovoltaïques.

Chapitre 2

De l'énergie lumineuse à l'énergie électrique

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Comment fonctionne une cellule photovoltaïque

Une cellule photovoltaïque, c'est du silicium "dopé" de deux façons différentes. D'un côté, on ajoute du phosphore (dopage N) qui apporte des électrons en excès. De l'autre, on ajoute du bore (dopage P) qui crée des "trous" d'électrons.

Quand ces deux zones se touchent, elles créent une jonction avec une différence de potentiel naturelle. Dès qu'un photon frappe cette zone, il arrache un électron qui se met en mouvement - et voilà, tu as du courant électrique !

Le courant va du côté P+ vers le côté N-, tandis que les électrons font le trajet inverse. L'efficacité dépend de deux paramètres contradictoires : plus il fait froid, mieux ça marche, mais plus il y a de lumière, mieux ça marche aussi.

💡 À retenir : Pour optimiser une installation solaire, il faut trouver le bon compromis entre tension et intensité en calculant P = U × I.

Si on te demande...

Qu'est-ce que le compagnon IA de Knowunity ?

Notre compagnon IA est spécialement conçu pour répondre aux besoins des étudiants. Sur la base des millions d'éléments de contenu que nous avons sur la plateforme, nous pouvons fournir des réponses vraiment significatives et pertinentes aux étudiants. Mais il ne s'agit pas seulement de réponses, le compagnon a encore plus pour but de guider les élèves dans leurs défis d'apprentissage quotidiens, avec des plans d'étude personnalisés, des quiz ou des éléments de contenu dans le chat et une personnalisation à 100% basée sur les compétences et les développements de l'étudiant.

Où puis-je télécharger l'application Knowunity ?

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Oui, tu as un accès entièrement gratuit à tous les contenus de l'appli, tu peux chatter ou suivre les créateurs à tout moment. De plus, nous proposons Knowunity Premium, qui te permet de réviser sans limites!

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4.9/5

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Google Play

L'application est très facile d'utilisation et bien conçue. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais et j'ai pu apprendre beaucoup de choses grâce aux présentations ! Je vais certainement utiliser l'application pour un travail en classe ! Et comme source d'inspiration personnelle, elle est bien sûr aussi très utile.

Stefan S

utilisateur iOS

Cette application est vraiment super. Il y a tellement de fiches de révision et d'aide, [...]. Par exemple, la matière qui me pose problème est le français et l'appli a un choix d'aide très large. Grâce à cette application, je me suis améliorée en français. Je la recommanderais à tout le monde.

Samantha Klich

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Waouh, je suis vraiment abasourdi. J'ai essayé l'application parce que je l'avais déjà vue plusieurs fois dans la publicité et j'ai été absolument choquée. Cette appli est L'AIDE dont on rêve pour l'école et surtout, elle propose tellement de choses, comme des rédactions et des fiches qui m'ont personnellement TRÈS bien aidé.

Anna

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Meilleur application je voulais m'entraîner pour mes maths puis j'ai tout compris d'un coup c'est mon nouveau prof maintenant 🤣🤣

Thomas R

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super application pour réviser je révise tout les soirs

Esteban M

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Permet de vraiment comprendre les cours sous forme de fiches de révisions déjà faites ! Incroyable, je recommande vraiment

Leny

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L'application est tout simplement géniale ! Il me suffit de taper mon sujet dans la barre de recherche et je le vérifie très rapidement. Je ne dois plus regarder 10 vidéos YouTube pour comprendre quelque chose et j'économise ainsi mon temps. Je te le recommande !

Sudenaz Ocak

utilisateur Android

Cette application m'a vraiment fait m'améliorer ! J'étais vraiment nul en maths à l'école et grâce à l'appli, je suis meilleur en maths ! Je suis tellement reconnaissante que vous ayez créé cette application.

Greenlight Bonnie

utilisateur Android

PARFAIT 🌟 💕🔥 ça facilite Vrmt la révision avec des fiches de révisions fascinants✨🥰

Khady

utilisatrice d'Android

Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!

Claire

utilisatrice iOS

C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩

Raoul

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Knowunity est vraiment une application incroyable elle est pour tous les âges et s’adapte à tous les niveaux.Elle permet de mieux comprendre et apprendre. Cette application est super pour les devoirs et pour les contrôles je la recommande à tous le monde petit ou grands

Ella

utilisatrice iOS

L'application est très facile d'utilisation et bien conçue. Jusqu'à présent, j'ai trouvé tout ce que je cherchais et j'ai pu apprendre beaucoup de choses grâce aux présentations ! Je vais certainement utiliser l'application pour un travail en classe ! Et comme source d'inspiration personnelle, elle est bien sûr aussi très utile.

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Cette application est vraiment super. Il y a tellement de fiches de révision et d'aide, [...]. Par exemple, la matière qui me pose problème est le français et l'appli a un choix d'aide très large. Grâce à cette application, je me suis améliorée en français. Je la recommanderais à tout le monde.

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Waouh, je suis vraiment abasourdi. J'ai essayé l'application parce que je l'avais déjà vue plusieurs fois dans la publicité et j'ai été absolument choquée. Cette appli est L'AIDE dont on rêve pour l'école et surtout, elle propose tellement de choses, comme des rédactions et des fiches qui m'ont personnellement TRÈS bien aidé.

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Leny

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Je conseille vraiment ! je galère à avoir des cours clairs et ça aide énormément !!

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C’est vraiment mais vraiment la meilleurs appli au début de l’année au collège jetait une élève perturbatrice et j’avais 9 de moyenne générale plus précisément 9,68... Et la un de mes potes me donne cette appli pour réviser c’était incroyable y’a des fiche de révision des quiz bref grâce à cette appli je suis passé de 9,68 à 17,40 trop contente 🤩🤩

Raoul

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Knowunity est vraiment une application incroyable elle est pour tous les âges et s’adapte à tous les niveaux.Elle permet de mieux comprendre et apprendre. Cette application est super pour les devoirs et pour les contrôles je la recommande à tous le monde petit ou grands

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