Statistiques jury
Comment les candidats s'en sont sortis
Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.
Moyenne
9.24
Médiane
8.7
Écart-type
4.11
Q1 (25%)
6.0
Q3 (75%)
12.0
Candidats présents
3 440
sur 3 695 inscrits · 6.9% d'absents
Analyse
Ce qu'a observé le jury
Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.
Présentation du sujet
Étude des capteurs photovoltaïques, d'un point de vue macroscopique en tant que générateur électrique et microscopique par l'étude d'un matériau semi-conducteur (silicium). Quatre parties : (I) étude originale d'une caractéristique intensité-tension d'une cellule photovoltaïque dans un conducteur ohmique afin de déterminer son efficacité et son facteur de forme caractérisant son idéalité ; (II) effet photovoltaïque dans une jonction PN, conductivité dans un conducteur ohmique puis dans un silic…
Structure de l'épreuve
- Partie I — Partie I — Énergie photovoltaïque(Q1-Q4)Niveau attendu
Caractéristique I-U, puissance générée P=f(U) et P=f(I), facteur de forme FF, efficacité.
- Partie II — Partie II — Conduction, jonction, effet photovoltaïque(Q5-Q22)Difficile
Conduction électrique (silicium pur), semi-conducteur dopé (porteurs majoritaires/minoritaires), jonction PN (diffusion, électroneutralité, théorème de Gauss), effet photovoltaïque (longueur d'onde λ=hc/eV_0).
- Partie III — Partie III — Traitement antireflet de la cellule(Q23-Q25)Difficile
Réflexion sur le silicium, couche antireflet (conditions aux limites spatiales, indice optique).
- Partie IV — Partie IV — Bandes d'énergie dans un semi-conducteur(Q26-Q45)Très difficile
Équation de Schrödinger 1D (questions de cours), gaz d'électrons sur un segment, potentiel périodique et bandes d'énergie. Translation a et changement k → K.
Analyse globale du jury
« Le sujet, plutôt long, n'a pas été abordé en totalité par de nombreux candidats. Les résultats sont assez décevants dans la mesure où les nombreuses questions de cours et applications directes auraient dû être bien plus profitables. La présentation des copies est globalement satisfaisante ; peu de copies ont été pénalisées par un malus : il semblerait que ce malus de « forme » de la copie instauré l'année dernière porte ses fruits. On regrette toujours que certains candidats ne vérifient pas l'homogénéité de résultats littéraux simples : une perte conséquente de points pourrait parfois être évitée. L'expression « par définition » est souvent utilisée hors de propos. Une minorité de candidats pense à valider leurs résultats par exemple en les confrontant avec des valeurs numériques connues… »
Top pièges sanctionnés
Réponse U=RI pour photodiode (caractéristique non linéaire)-1 pts
« Tous les dipôles ne sont pas ohmiques : on a pu lire U = R I pour la photodiode alors que la caractéristique n'est pas du tout linéaire. »
Quotients de vecteurs-1 pts
« Concernant l'utilisation des outils mathématiques, le jury a constaté beaucoup de quotients de vecteurs ; beaucoup de confusions entre vecteur, norme et projection. »
Conversions cm² → m² (facteur 10000) (Q)-1 pts
« Des erreurs de conversions : convertir des cm² en m² n'est apparemment pas si évident ; des facteurs 1000 apparaissent dans les expressions littérales pour tenir compte des unités (ex : masse molaire donnée en g/mol). »
Théorème de Gauss mal appliqué — symétries non étudiées (Q16)-2 pts
« Que de réponses fausses et incohérentes ! Pourtant c'est une question d'application directe du cours. L'analyse des symétries/invariances en électrostatique n'est pas maitrisée ; l'utilisation du théorème de Gauss n'est quasiment jamais correcte : surface non définie, parfois ouverte, le flux qui devient « ES » (sans qu'on sache où le champ est évalué). »
Longueur d'onde λ = hc/eV_0 (devrait être λ ≤ hc/eV_0) (Q21)-2 pts
« La réponse « λ = hc/eV_0 » ne suffisait pas. Une réponse « λ ≤ hc/eV_0 » était bien plus appropriée. Pour de nombreux candidats, le soleil émet majoritairement dans l'UV… et les longueurs d'onde obtenues par le calcul sont très largement aberrantes (10⁻²⁵m, 10⁻³²m). »
Chapitres clés à maîtriser
Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PC, session 2022 · PDF officiel ↗
Ressources
Téléchargements
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