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Kezako : comment crée-t-on de l'électricité avec de la lumière ?

VidéoClassé sous :technologie , lumière , électricité

Produire du courant électrique avec de la lumière : c'est ce que font les plantes et les cellules photovoltaïques. Mais comment ça marche ? Cette vidéo de Kezako nous explique très simplement ce phénomène complexe qui a passionné des physiciens parmi les plus grands. Aujourd'hui, les ingénieurs veulent imiter les végétaux.

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Les électrons peuvent être libérés par des photons des atomes où ils sont enfermés. C'est l'image que nous montre cette vidéo de Kezako qui a le mérite de simplifier la présentation de ce phénomène complexe, dont la compréhension... se poursuit toujours. « L'effet photoélectrique », c'est-à-dire l'influence d'un flux lumineux sur des phénomènes électriques, a été repéré au dix-neuvième siècle par deux grands physiciens, Becquerel et Hertz. Un troisième est venu s'ajouter au vingtième : Albert Einstein, qui a obtenu le prix Nobel de physique en 1921 pour l'explication qu'il en a donnée.

Le phénomène présentait en effet une caractéristique étonnante. Sous un flot de lumière, certains matériaux produisaient un courant électrique mais indépendamment de l'intensité lumineuse. Autrement dit, en augmentant la quantité de lumière, l'énergie des électrons libérés ne changeait pas. En revanche, elle dépend de la couleur, donc de la longueur d'onde, de la lumière.

On peut aussi imiter les plantes

Einstein s'est appuyé sur les travaux de Max Planck, qui conduisaient à l'étrange idée que le monde microscopique est discontinu, se décrivant à l'aide de petites quantités d'énergie, les quanta. La lumière serait alors constituée de photons, dont l'énergie dépend de la longueur d'onde. Si celle-ci est insuffisante, alors, on a beau en envoyer davantage, les électrons ne seront pas libérés des atomes, comme nous l'explique le présentateur.

Une autre façon de procéder est celle des cellules photovoltaïques Grätzel, du nom d'un physicien suisse de l'EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) (et non bretzel comme pourrait le laisser penser l'apparition presque subliminale de cette célèbre pâtisserie dans la vidéo). Comme chez les organismes photosynthétiques, c'est un pigment (une molécule) qui reçoit l'énergie de la lumière et libère des électrons. Il est déposé sur des nanoparticules conductrices qui autorisent le transport du courant électrique produit. Le rendement est faible mais ces cellules organiques sont peu coûteuses à fabriquer et elles sont même transparentes.

© Kezako