ETUDE COMPARATIVE DES PARAMETRES PHYSIQUES DES MATERIAUX PHOTOVOLTAÏQUES A BASE DE SILICIUM MONOCRISTALLIN ET POLYCRISTALLIN
Des informations générales:
Le niveau |
Magister |
Titre |
ETUDE COMPARATIVE DES PARAMETRES PHYSIQUES DES MATERIAUX PHOTOVOLTAÏQUES A BASE DE SILICIUM MONOCRISTALLIN ET POLYCRISTALLIN |
SPECIALITE |
Physique Energétique et Matériaux |
Page de garde:
Sommaire:
Introduction générale
Chapitre I: Généralité photovoltaïques
I. Introduction
II. Les énergies renouvelables
II.1. Les énergies renouvelables, c’est quoi ?
II.2. Quelle est la place des ER ?
II.3. Les 5 familles énergies renouvelables
II.3.1. L’énergie solaire
II.3.2. L’énergie éolienne
II.3.3. L’énergie hydraulique
II.3.4. La biomasse
II.3.5. La Géothermie
II.4. Quel sera l’avenir des énergies renouvelables?
III. Le photovoltaïque dans le monde
III.1. Pourquoi le photovoltaïque ?
III.2. Le solaire photovoltaïque
III.3. Le contexte mondial
IV. L’énergie photovoltaïque
IV.1. Historique
IV.2. Avantages et inconvénients
IV.2.1. Avantages
IV.2.2. Inconvénients
IV.3. Secteurs d’applications
V. Principe de l’effet photovoltaïque
VI. Les technologies photovoltaïques
Chapitre II: Fonctionnement et caractéristiques des cellules solaires
I. Introduction
11. Le rayonnement solaire
III. Principe de fonctionnement d’une cellule photovoltaïque
III.1 L’interaction photon/semiconducteur
III.2 Fonctionnement d’une cellule photovoltaïque
IV. Cellule photovoltaïque
IV.1 Cellule photovoltaïque idéale
IV.1.1 Conversion photon-électron
IV.1.2 Courant de conversion
IV.2 Cellule réelle à jonction PN
IV.2.1 Jonction PN
IV.2.4 Caractéristique idéale et schéma équivalent
IV.2.5 Caractéristique réelle. Rendements
IV.3. Cellule photovoltaïque sous éclairement
IV.4. Cellule photovoltaïque sous obscurité
V. Paramètres des cellules photovoltaïques
V.1 Courant de court-circuit, Icc
V.2 Tension à circuit ouvert, Voc
V.3 Facteur de forme, FF
V.4. Le rendement n
V.5 Le rendement quantique, EQE
V.6Modélisation électrique de la cellule photovoltaïque
V.6. Réponse spectrale de la cellule photovoltaïque
VI. Facteurs limitant le rendement
VII. Structure des cellules photovoltaïques
VII.1 Le silicium comme matériau de base pour le photovoltaïque
VII.2 Les constituants de base d’une cellule photovoltaïque
VII.2.1. Passivation des faces avant et arrière
VII.2.2. Couche antireflet
VII.2.3. Texturation de la surface
VII.2.4. Contacts face avant et arrière
VI.2.4. BSF
Chapitre III : Matériaux photovoltaïques à base de silicium
I. Introduction
II. Le silicium comme matériau de base pour le photovoltaïque
II.1. Comment fabrique-t-on du silicium pur, des puces et des cellules solaires?
II.2. Structure cristalline du Si
II.3. Bandes d’énergie du Si
II.4. Semiconducteur intrinsèque
II.4.1. Concentration intrinsèque
II.4.2. Température intrinsèque
II.4.3 Différents types de dopage
II.4.3.1. Semi- conducteur dopé n
II.4.3.2. Semi-conducteur dopé p
II.4.4. Densité de charges dans un semi-conducteur
II.5. Génération et recombinaison des porteurs
II.5.1 Recombinaison en volume de type radiative
II.5.2 Recombinaison en volume de type Auger II.5.3.Recombinaison par piège
a. Recombinaison en volume de type RSH
b. Recombinaison en surface
III. Rappels
III.1 Matériaux cristallins MC
III.2 Matériaux non-cristallins MNC
IV. Cellule à base de silicium cristallin massif
IV.1. Silicium solaire
IV.2. Silicium monocristallin
IV.3. Silicium multicristallin
IV.4. Silicium polycristallin
IV.5. Silicium nanocristallin et amorphe
Chapitre IV: Résultats de la simulation
Partie I: Logiciel de Simulation des caractéristiques électriques
I.1 Logiciel PC-1D
1.2. Aperçu du logiciel
1.3. Les paramètres du dispositif (Device)
I.4. Les paramètres des régions
I.5. Les paramètres d’excitation
I.6. Les résultats
Partie II: Simulation d’une cellule photovoltaïque à base de silicium monocristallin.
II.1. La caractéristique courant/ tension
II.2. La réponse spectrale
II.3. Influence des paramètres de la base sur le courant de court circuit Icc, la tension du circuit ouvert Vco et le rendement η
II.3.1. Les démarches suivies pour la simulation
II.3.2. Etude de l’influence des paramètres de la base
II.3.3. Interprétation des résultats
II.3.4. Valeurs de l’épaisseur et le dopage de la base pour obtenir un rendement optimale
I.4. Influence des paramètres de l’émetteur sur le courant de court circuit Icc, la tension du circuit ouvert Vco et le rendement n
II.4.1. Les démarches suivies pour la simulation
II.4.2. Étude de l’influence des paramètres de l’émetteur
II.4.3. Interprétation des résultats
II.4.4. Valeurs de l’épaisseur et le dopage de l’émetteur pour obtenir un rendement optimal
II.5. Effet de la couche BSF
II.5.1. Caractéristique I(V)
II.5.2. Réponse spectrale
II.6. Effet de la texturation
II.6.1.La caractéristique I(V)
II.6.2. Réponse spectrale
Partie III: Simulation d’une cellule photovoltaïque à base de silicium polycristallin.
III.1 .La caractéristique courant/tenson
III.2. La réponse spectrale
III.3. Influence des paramètres de la base sur le courant de court circuit Icc, la tension du circuit ouvert Vco et le rendement η
III.3.1. Les démarches suivies pour la simulation
III.3.2. Etude de l’influence des paramètres de la base
III.3.3. Interprétation des résultats
III .3.4. Valeurs de l’épaisseur et le dopage de la base pour obtenir un rendement optimale II.4. Influence des paramètres de l’émetteur sur le courant de court circuit Icc, la tension du circuit ouvert Vco et le rendement η
III.4.1. Les démarches suivies pour la simulation
III.4.2. Étude de l’influence des paramètres de l’émetteur
III.4.3. Interprétation des résultats
III.4.4. Valeurs de l’épaisseur et le dopage de l’émetteur pour obtenir un rendement optimal
III.5. Effet de la couche BSF
III.5.1. Caractéristique I(V)
III.5.2. Réponse spectrale
III.6. Effet de la texturation
III.6.1. Caractéristique I(V)
III.6.2. Réponse spectrale
Partie IV: Etude comparative.
IV.1 Etude comparative entre les cellules à base de silicium monocristallin et à base de silicium polycristallin
IV.2. La caractéristique courant/tension
IV.2. La réponse spectrale
IV.3.Conclusion
Conclusion générale
Chapitre I: Généralité photovoltaïques
I. Introduction
II. Les énergies renouvelables
II.1. Les énergies renouvelables, c’est quoi ?
II.2. Quelle est la place des ER ?
II.3. Les 5 familles énergies renouvelables
II.3.1. L’énergie solaire
II.3.2. L’énergie éolienne
II.3.3. L’énergie hydraulique
II.3.4. La biomasse
II.3.5. La Géothermie
II.4. Quel sera l’avenir des énergies renouvelables?
III. Le photovoltaïque dans le monde
III.1. Pourquoi le photovoltaïque ?
III.2. Le solaire photovoltaïque
III.3. Le contexte mondial
IV. L’énergie photovoltaïque
IV.1. Historique
IV.2. Avantages et inconvénients
IV.2.1. Avantages
IV.2.2. Inconvénients
IV.3. Secteurs d’applications
V. Principe de l’effet photovoltaïque
VI. Les technologies photovoltaïques
Chapitre II: Fonctionnement et caractéristiques des cellules solaires
I. Introduction
11. Le rayonnement solaire
III. Principe de fonctionnement d’une cellule photovoltaïque
III.1 L’interaction photon/semiconducteur
III.2 Fonctionnement d’une cellule photovoltaïque
IV. Cellule photovoltaïque
IV.1 Cellule photovoltaïque idéale
IV.1.1 Conversion photon-électron
IV.1.2 Courant de conversion
IV.2 Cellule réelle à jonction PN
IV.2.1 Jonction PN
IV.2.4 Caractéristique idéale et schéma équivalent
IV.2.5 Caractéristique réelle. Rendements
IV.3. Cellule photovoltaïque sous éclairement
IV.4. Cellule photovoltaïque sous obscurité
V. Paramètres des cellules photovoltaïques
V.1 Courant de court-circuit, Icc
V.2 Tension à circuit ouvert, Voc
V.3 Facteur de forme, FF
V.4. Le rendement n
V.5 Le rendement quantique, EQE
V.6Modélisation électrique de la cellule photovoltaïque
V.6. Réponse spectrale de la cellule photovoltaïque
VI. Facteurs limitant le rendement
VII. Structure des cellules photovoltaïques
VII.1 Le silicium comme matériau de base pour le photovoltaïque
VII.2 Les constituants de base d’une cellule photovoltaïque
VII.2.1. Passivation des faces avant et arrière
VII.2.2. Couche antireflet
VII.2.3. Texturation de la surface
VII.2.4. Contacts face avant et arrière
VI.2.4. BSF
Chapitre III : Matériaux photovoltaïques à base de silicium
I. Introduction
II. Le silicium comme matériau de base pour le photovoltaïque
II.1. Comment fabrique-t-on du silicium pur, des puces et des cellules solaires?
II.2. Structure cristalline du Si
II.3. Bandes d’énergie du Si
II.4. Semiconducteur intrinsèque
II.4.1. Concentration intrinsèque
II.4.2. Température intrinsèque
II.4.3 Différents types de dopage
II.4.3.1. Semi- conducteur dopé n
II.4.3.2. Semi-conducteur dopé p
II.4.4. Densité de charges dans un semi-conducteur
II.5. Génération et recombinaison des porteurs
II.5.1 Recombinaison en volume de type radiative
II.5.2 Recombinaison en volume de type Auger II.5.3.Recombinaison par piège
a. Recombinaison en volume de type RSH
b. Recombinaison en surface
III. Rappels
III.1 Matériaux cristallins MC
III.2 Matériaux non-cristallins MNC
IV. Cellule à base de silicium cristallin massif
IV.1. Silicium solaire
IV.2. Silicium monocristallin
IV.3. Silicium multicristallin
IV.4. Silicium polycristallin
IV.5. Silicium nanocristallin et amorphe
Chapitre IV: Résultats de la simulation
Partie I: Logiciel de Simulation des caractéristiques électriques
I.1 Logiciel PC-1D
1.2. Aperçu du logiciel
1.3. Les paramètres du dispositif (Device)
I.4. Les paramètres des régions
I.5. Les paramètres d’excitation
I.6. Les résultats
Partie II: Simulation d’une cellule photovoltaïque à base de silicium monocristallin.
II.1. La caractéristique courant/ tension
II.2. La réponse spectrale
II.3. Influence des paramètres de la base sur le courant de court circuit Icc, la tension du circuit ouvert Vco et le rendement η
II.3.1. Les démarches suivies pour la simulation
II.3.2. Etude de l’influence des paramètres de la base
II.3.3. Interprétation des résultats
II.3.4. Valeurs de l’épaisseur et le dopage de la base pour obtenir un rendement optimale
I.4. Influence des paramètres de l’émetteur sur le courant de court circuit Icc, la tension du circuit ouvert Vco et le rendement n
II.4.1. Les démarches suivies pour la simulation
II.4.2. Étude de l’influence des paramètres de l’émetteur
II.4.3. Interprétation des résultats
II.4.4. Valeurs de l’épaisseur et le dopage de l’émetteur pour obtenir un rendement optimal
II.5. Effet de la couche BSF
II.5.1. Caractéristique I(V)
II.5.2. Réponse spectrale
II.6. Effet de la texturation
II.6.1.La caractéristique I(V)
II.6.2. Réponse spectrale
Partie III: Simulation d’une cellule photovoltaïque à base de silicium polycristallin.
III.1 .La caractéristique courant/tenson
III.2. La réponse spectrale
III.3. Influence des paramètres de la base sur le courant de court circuit Icc, la tension du circuit ouvert Vco et le rendement η
III.3.1. Les démarches suivies pour la simulation
III.3.2. Etude de l’influence des paramètres de la base
III.3.3. Interprétation des résultats
III .3.4. Valeurs de l’épaisseur et le dopage de la base pour obtenir un rendement optimale II.4. Influence des paramètres de l’émetteur sur le courant de court circuit Icc, la tension du circuit ouvert Vco et le rendement η
III.4.1. Les démarches suivies pour la simulation
III.4.2. Étude de l’influence des paramètres de l’émetteur
III.4.3. Interprétation des résultats
III.4.4. Valeurs de l’épaisseur et le dopage de l’émetteur pour obtenir un rendement optimal
III.5. Effet de la couche BSF
III.5.1. Caractéristique I(V)
III.5.2. Réponse spectrale
III.6. Effet de la texturation
III.6.1. Caractéristique I(V)
III.6.2. Réponse spectrale
Partie IV: Etude comparative.
IV.1 Etude comparative entre les cellules à base de silicium monocristallin et à base de silicium polycristallin
IV.2. La caractéristique courant/tension
IV.2. La réponse spectrale
IV.3.Conclusion
Conclusion générale
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