Etude comparative par simulation numérique des cellules photovoltaïques à simple jonction à base de silicium
Des informations générales:
Le niveau |
Master |
Titre |
Etude comparative par simulation numérique des cellules photovoltaïques à simple jonction à base de silicium |
SPECIALITE |
Instrumentation électronique |
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Sommaire:
Chapitre I
Notion fondamentales sue le silicium
Introduction.
I.1. Structure cristalline et structure amorphe.
I.1.1.Etat amorphe
I.1.2 Etat cristallisé
I.1.2.1 Des monocristaux :
I.1.2.2 Poly-cristaux :
II.2. Production de silicium de qualité électronique
I. 2.1 Extraction du silicium a partir de la silice :
I.2.2 Purification du silicium.
1.3. Différents types de silicium.
1.3.1 Le silicium cristallin.
1.3.1.1 Production du silicium cristallin:
1.3.1.2 Préparation des plaquettes de silicium cristallin.
1.3.2 Le silicium amorphe
1.3.2.1 Définition du silicium amorphe hydrogéné:
1.3.2.2 Propriétés électroniques du silicium amorphe
1.3.2.3 Particularités :
1.3.2.4 Applications.
I.4. Application de silicium en photovoltaïque
1.4.1 Pourquoi le Silicium
Conclusion
Chapitre II
Etude d’une cellule photovoltaïque en silicium
Introduction.
II.1 le rayonnement solaire et effet photovoltaïque
II.1.1. Rayonnement et spectre solaire
II.1.1.1. Rayonnement solaire.
II.1.2 Effet photovoltaïque
II.1.2.1. L’énergie photovoltaïque
II.1.2.2. Principe de l’effet photovoltaïque
II.1.2.3. Avantages du photovoltaïque
II.I.2.4. Inconvénient du photovoltaïque
II.2. Principe de fonctionnement d’une cellule photovoltaïque
II.2.1. L’interaction photon /semi-conducteur
II.2.2 Différentes formes de recombinaison des porteurs.
II. 2.2.1 Recombinaisons volumiques.
II.2.3 La jonction p/n:
II.3. Les caractéristiques et propriétés électriques des cellules photovoltaïques
II.3.1 Schéma électrique équivalent
II.3.2 Paramètres physiques d’une cellule photovoltaïque.
II. 3.2.1 Tension en circuit ouvert (Vco)
II. 3.2.2 Densité de courant en court-circuit (Jcc).
II.3.2.3 Puissance débitée P.
II.3.2.4 Facteur de forme (FF).
II.3.2.5 Rendement de conversion (n)
II.3.3. Rendement quantique et réponse spectrale.
II.3.3.1 Rendement quantique.
II.3.3.2 La réponse spectrale
II.4. Les Techniques pour diminuer des pertes de rayonnements.
II.4.1 Texturation
II. 4.2 Couche antireflet (CAR).
II.5. La cellule photovoltaïque industrielle en silicium cristallin
II.5.1 la structure de cellules photovoltaïques industrielles :
II.5.2. Les types de cellules photovoltaïques à jonction P-N à base de silicium
Chapitre III
Simulation des cellules photovoltaïques à homojonction en silicium
Introduction :
III.1. Simulation des cellules solaires à jonction PN avec différents types de silicium:
III.1.1. Présentation de logiciel utilisé :
III.1.2. Présentation des paramètres utilisés à la simulation des différentes structures à homojonction:
III.1.3. Présentation des structures à simuler
III.1.4. Simulation de la cellule à homojonction (silicium cristallin(n)/silicium cristallin(p)) :
III.1.4.1. Résultats de la simulation à l’aide de PCID.
III.1.4.2. Réponse spectrale de la cellule solaire à homojonction (silicium cristallin (n) /silicium cristallin(p)):
III.1.5. Simulation de la cellule à jonction PN (silicium polycristallin(n)/silicium polycristalli (p)):
III.1.5.1. Résultats de la simulation à l’aide de PCID (émetteur et base en silicium poly cristallin poly-Si):
III.1.5.2. Réponse spectrale de la cellule solaire à jonction PN en silicium polycristallin) :
III. 2. Etude expérimentale de la cellule solaire à jonction pn en silicium amorphe
III.2.1. Analyse de la caractéristique I(V):
III.2.2.la Réponse spectrale :
III. 3. Résultats de simulation de la variation de l’épaisseur d’émetteur où de substrat de la cellule à jonction PN (Al/ITO/ silicium amorphe(n) / silicium amorphe(p)/BSF/AI)
III.3.1. Etude de l’influence de l’épaisseur de l’émetteur n+(silicium amorphe):
III.3.1.2. Influence de l’épaisseur de l’émetteur sur la densité de courant Jcc:
III.3.1.3. Influence de l’épaisseur de l’émetteur sur le facteur de forme FF %:
III.3.1.4. Influence de l’épaisseur de l’émetteur sur le rendement :
III.3.1.1. Influence de l’épaisseur de l’émetteur amorphe sur la tension en circuit ouvert V co
III.3.2. Etude de l’influence de l’épaisseur de substrat de type (p) (silicium amorphe(p))
III.3.2.1. Influence de l’épaisseur de substrat amorphe type (p) sur la tension en circuit ouvert Vco:
III.3.2.2. Influence de l’épaisseur de substrat amorphe type (p) sur la densité de courant Jcc
III.3.2.3. Influence de l’épaisseur de substrat amorphe type p sur le facteur de forme FF %:
III.3.2.4. Influence de l’épaisseur de substrat amorphe type p sur le rendement
III.4. Résultats de simulation de la variation de dopage d’émetteur où de substrat de la cellule à jonction pn (silicium cristalin (n) / silicium cristalin (p)) :.
III.4.1. Etude de l’influence de la variation de dopage de l’émetteur (n) et du substrat (p) (silicium cristalin)
III.4.1.2. Influence de dopage de l’émetteur et de substrat sur la densité de courant Jcc:
III.4.1.3. Influence de dopage de l’émetteur et de substrat sur le rendement n dans la cellule du silicium cristalin:
III.4.1.4 Influence de la variation de dopage de substrat et de l’émetteur de silicium cristalin Sur le facteur de forme FF(%):
III.4.1.5. Influence du dopage de l’émetteur et de substrat de la cellule solaire poly cristalin sur la densité de courant Jec
III.4.1.6. Influence de dopage de l’émetteur(n) et substrat (p), poly cristalin sur la tension Vco:
III.4.1.7. Influence de dopage de l’émetteur type n et de substrat poly cristallin type p sur le rendement :. .86
III.5. Résultats de simulation de la variation de dopage de l’émetteur et de substrat, de la cellule à jonction pn silicium amorphe.
III.5.1. Influence de dopage p et n sur la tension en circuit ouvert Vco: (silicium amorphe)
III.5.2. Influence de dopage de l’émetteur type n et de substrat amorphe courant de court circuit Jcc.
III.5. 3. Influence de dopage de l’émetteur type n et de substrat amorphe
type p sur le
rendement η:
Conclusion:
Conclusion générale
Bibliographie
Annexe
Notion fondamentales sue le silicium
Introduction.
I.1. Structure cristalline et structure amorphe.
I.1.1.Etat amorphe
I.1.2 Etat cristallisé
I.1.2.1 Des monocristaux :
I.1.2.2 Poly-cristaux :
II.2. Production de silicium de qualité électronique
I. 2.1 Extraction du silicium a partir de la silice :
I.2.2 Purification du silicium.
1.3. Différents types de silicium.
1.3.1 Le silicium cristallin.
1.3.1.1 Production du silicium cristallin:
1.3.1.2 Préparation des plaquettes de silicium cristallin.
1.3.2 Le silicium amorphe
1.3.2.1 Définition du silicium amorphe hydrogéné:
1.3.2.2 Propriétés électroniques du silicium amorphe
1.3.2.3 Particularités :
1.3.2.4 Applications.
I.4. Application de silicium en photovoltaïque
1.4.1 Pourquoi le Silicium
Conclusion
Chapitre II
Etude d’une cellule photovoltaïque en silicium
Introduction.
II.1 le rayonnement solaire et effet photovoltaïque
II.1.1. Rayonnement et spectre solaire
II.1.1.1. Rayonnement solaire.
II.1.2 Effet photovoltaïque
II.1.2.1. L’énergie photovoltaïque
II.1.2.2. Principe de l’effet photovoltaïque
II.1.2.3. Avantages du photovoltaïque
II.I.2.4. Inconvénient du photovoltaïque
II.2. Principe de fonctionnement d’une cellule photovoltaïque
II.2.1. L’interaction photon /semi-conducteur
II.2.2 Différentes formes de recombinaison des porteurs.
II. 2.2.1 Recombinaisons volumiques.
II.2.3 La jonction p/n:
II.3. Les caractéristiques et propriétés électriques des cellules photovoltaïques
II.3.1 Schéma électrique équivalent
II.3.2 Paramètres physiques d’une cellule photovoltaïque.
II. 3.2.1 Tension en circuit ouvert (Vco)
II. 3.2.2 Densité de courant en court-circuit (Jcc).
II.3.2.3 Puissance débitée P.
II.3.2.4 Facteur de forme (FF).
II.3.2.5 Rendement de conversion (n)
II.3.3. Rendement quantique et réponse spectrale.
II.3.3.1 Rendement quantique.
II.3.3.2 La réponse spectrale
II.4. Les Techniques pour diminuer des pertes de rayonnements.
II.4.1 Texturation
II. 4.2 Couche antireflet (CAR).
II.5. La cellule photovoltaïque industrielle en silicium cristallin
II.5.1 la structure de cellules photovoltaïques industrielles :
II.5.2. Les types de cellules photovoltaïques à jonction P-N à base de silicium
Chapitre III
Simulation des cellules photovoltaïques à homojonction en silicium
Introduction :
III.1. Simulation des cellules solaires à jonction PN avec différents types de silicium:
III.1.1. Présentation de logiciel utilisé :
III.1.2. Présentation des paramètres utilisés à la simulation des différentes structures à homojonction:
III.1.3. Présentation des structures à simuler
III.1.4. Simulation de la cellule à homojonction (silicium cristallin(n)/silicium cristallin(p)) :
III.1.4.1. Résultats de la simulation à l’aide de PCID.
III.1.4.2. Réponse spectrale de la cellule solaire à homojonction (silicium cristallin (n) /silicium cristallin(p)):
III.1.5. Simulation de la cellule à jonction PN (silicium polycristallin(n)/silicium polycristalli (p)):
III.1.5.1. Résultats de la simulation à l’aide de PCID (émetteur et base en silicium poly cristallin poly-Si):
III.1.5.2. Réponse spectrale de la cellule solaire à jonction PN en silicium polycristallin) :
III. 2. Etude expérimentale de la cellule solaire à jonction pn en silicium amorphe
III.2.1. Analyse de la caractéristique I(V):
III.2.2.la Réponse spectrale :
III. 3. Résultats de simulation de la variation de l’épaisseur d’émetteur où de substrat de la cellule à jonction PN (Al/ITO/ silicium amorphe(n) / silicium amorphe(p)/BSF/AI)
III.3.1. Etude de l’influence de l’épaisseur de l’émetteur n+(silicium amorphe):
III.3.1.2. Influence de l’épaisseur de l’émetteur sur la densité de courant Jcc:
III.3.1.3. Influence de l’épaisseur de l’émetteur sur le facteur de forme FF %:
III.3.1.4. Influence de l’épaisseur de l’émetteur sur le rendement :
III.3.1.1. Influence de l’épaisseur de l’émetteur amorphe sur la tension en circuit ouvert V co
III.3.2. Etude de l’influence de l’épaisseur de substrat de type (p) (silicium amorphe(p))
III.3.2.1. Influence de l’épaisseur de substrat amorphe type (p) sur la tension en circuit ouvert Vco:
III.3.2.2. Influence de l’épaisseur de substrat amorphe type (p) sur la densité de courant Jcc
III.3.2.3. Influence de l’épaisseur de substrat amorphe type p sur le facteur de forme FF %:
III.3.2.4. Influence de l’épaisseur de substrat amorphe type p sur le rendement
III.4. Résultats de simulation de la variation de dopage d’émetteur où de substrat de la cellule à jonction pn (silicium cristalin (n) / silicium cristalin (p)) :.
III.4.1. Etude de l’influence de la variation de dopage de l’émetteur (n) et du substrat (p) (silicium cristalin)
III.4.1.2. Influence de dopage de l’émetteur et de substrat sur la densité de courant Jcc:
III.4.1.3. Influence de dopage de l’émetteur et de substrat sur le rendement n dans la cellule du silicium cristalin:
III.4.1.4 Influence de la variation de dopage de substrat et de l’émetteur de silicium cristalin Sur le facteur de forme FF(%):
III.4.1.5. Influence du dopage de l’émetteur et de substrat de la cellule solaire poly cristalin sur la densité de courant Jec
III.4.1.6. Influence de dopage de l’émetteur(n) et substrat (p), poly cristalin sur la tension Vco:
III.4.1.7. Influence de dopage de l’émetteur type n et de substrat poly cristallin type p sur le rendement :. .86
III.5. Résultats de simulation de la variation de dopage de l’émetteur et de substrat, de la cellule à jonction pn silicium amorphe.
III.5.1. Influence de dopage p et n sur la tension en circuit ouvert Vco: (silicium amorphe)
III.5.2. Influence de dopage de l’émetteur type n et de substrat amorphe courant de court circuit Jcc.
III.5. 3. Influence de dopage de l’émetteur type n et de substrat amorphe
type p sur le
rendement η:
Conclusion:
Conclusion générale
Bibliographie
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