Conversion photovoltaïque : du rayonnement solaire à la cellule

L' électricité d'origine solaire photovoltaïque , même si elle ne représente à ce jour qu'une part négligeable du paysage énergétique global, seulement 0,02 % de l'électricité produite en 2004, est appelée à connaître un important essor qui devrait en faire l'une des sources majeures dans un bouquet énergétique nouveau au milieu du XXI ^e  siècle. Elle a fortement contribué au développement des systèmes spatiaux depuis 50 ans et joue un rôle déterminant dans les télécommunications et les télémesures. Elle connaît maintenant une croissance supérieure à 30 % par an dans les applications terrestres, maintenue et confirmée depuis plusieurs années sous l'effet des mesures volontaristes récentes s'inscrivant dans une démarche de développement durable.

En effet, l'humanité est aujourd'hui en situation de surexploitation des capacités de la Terre [1] et cette situation fait redouter un épuisement prochain des ressources naturelles. Pour y remédier, il est indispensable d'inscrire nos activités dans une logique de recyclage ou d'exploiter des ressources renouvelables. Le secteur actuel de l'énergie représente plus de 50 % de l'empreinte écologique totale et ne satisfait pas du tout ces critères. Les ressources primaires fossiles massivement exploitées depuis deux siècles [D 3 900] , sont non renouvelables au rythme de la consommation actuelle et sont sources d'émissions gazeuses à effet de serre (GES) induisant des modifications climatiques potentiellement dommageables [2] [3]. Quant aux ressources fissiles, également épuisables, elles génèrent des déchets bien difficiles à confiner ou à recycler.

Or, parmi toutes les ressources naturelles requises pour nos activités, le seul domaine dans lequel la Terre bénéficie d'un apport extérieur constamment renouvelé est précisément celui de l'énergie grâce au rayonnement reçu de son soleil. Cette énorme quantité d'énergie solaire se décline en autant d'énergies renouvelables (solaire, éolienne, thermique, hydraulique, biochimique, ...), moteurs de l'évolution naturelle des écosystèmes depuis plus de 4 milliards d'années. Dans ce contexte, l'époque est devenue propice à l'exploitation artificielle par l'homme de ces énergies primaires renouvelables [4]. Mais leur valorisation introduit une problématique nouvelle en...