Simulation et optimisation d’une cellule solaire au silicium monocristallin
Des informations générales:
Le niveau |
Master |
Titre |
Simulation et optimisation d’une cellule solaire au silicium monocristallin |
SPECIALITE |
Génie Electrique et Electronique |
Page de garde:
Sommaire:
Introduction générale
Etat de l’art Notions préliminaires sur l’énergie solaire
Chapitre 1 Etude des différents types de silicium 1.1-Introduction
1. 2- Aperçus sur la structure cristalline et la structure amorphe
1.2.1-Etat amorphe
1.2.2- Etat cristallisé
1.2.2.1- Des monocristaux
1.2.2.2-Polycristaux
1.3- le Silicium
1.3.1- Réduction de la silice 1.3.2- Purification du silicium 1.4- Différents types de silicium 1.4.1- Le silicium amorphe
1.4.2- Le silicium cristallin
1.4.2.1-Monocristallin
1.4.2.2- Polycristallin
1.5- Production du silicium cristallin
1.5.1-a) Procédé de Czochralski
1.5.2-b) Procédés de fabrication du silicium polycristallin (multicristallin)
1.6- Préparation des plaquettes de silicium cristallin
1.6.1- Orientation et découpage
1.6.2- Découpage et polissage
1.6.2.1 Scie diamantée
1.6.2.2 Scie à fil
1.6.3- Défauts cristallins dans le Silicium
1.7- Silicium matériau de base pour le photovoltaïque
1.8- Choix du matériau Silicium
1.9- Conclusion
Chapitre 2 Les cellules photovoltaïques à base de silicium
2.1-Introduction
2.1.1- Principe de fonctionnement d’une cellule solaire
2.1- La cellule solaire
2.1.1.1-La jonction PN
2.1.1.2- La Création de paires électrons/trous
2.2-La Caractérisation électriques
2.1.1.3- La Collecte
2.2.1- La caractéristique courant-tension (I-V)
2.2.2- Le photocourant
2.2.2.a) Le courant dans la région quasi-neutre N 2.2.2.b) Le courant dans la région quasi-neutre P 2.2.2.c) Le courant dans la région de déplétion 2.2.2.d) Le photocourant total
2.3- Le courant d’obscurité
2.4- La réponse spectrale
2.5- Paramètres d’une cellule solaire
2.5.1- Paramètres physiques
2.5.2-Paramètres photovoltaïques
2.6- Circuit équivalent d’une cellule solaire
2.7.1-La structure à jonction PN et PIN
2.7- Différentes structures de cellules solaires
2.7.1.1- Principe de fonctionnement de la cellule solaire à structure PIN 2.7.1.2-Types de structure PIN
2.7.2- La structure Schottky
2.7.3- La structure MIS
2.8- Différentes couches d’une cellule solaire à jonction
2.8.1- Texturation de surface
2.8.2- Couche antireflet
2.8.3- La Couche BSF
2.8.4- Les Contacts face avant et arrière
2.10- Conclusion
Chapitre 3 Simulation d’une cellule solaire au silicium monocristallin 3.1. Introduction
3.2. Simulation numérique d’une cellule solaire à jonction PN au silicium monocristallin 3.2.1- Structure simulée
3.2.2- Paramètre de la structure simulée (cellule de référence)
3.2.2.1- Mesh
3.2.2.2-Region
3.2.2.3 -Electrodes
3.2.2.4- Dopage
3.3- Présentation des résultats
3.3.1- Caractéristique I(V) de la cellule photovoltaïque a jonction PN
3.3.1.1- Courbe de puissance de la cellule PN
3.3.1.2- Etude de l’influence de l’intensité lumineuse sur la caractéristique I(V) 3.4- Optimisation d’une cellule solaire a simple jonction 3.4.1-Etude de la structure PIN
3.4.2- Caractéristique I(V) de la cellule solaire en silicium monocristallin a jonction PIN 3.4.2.1- Comparaison entre la caractéristique I(V) de la cellule solaire a jonction PN et la cellule solaire a jonction PIN
3.4.3- L’effet de l’épaisseur de la couche intrinsèque sur les paramètres de la cellule
3.4.3.1- L’effet de l’épaisseur de la couche intrinsèque sur I(V) de la cellule PIN
3.4.4-L’effet de la Variation du dopage de l’émetteur
3.4.5- L’effet de la variation de l’épaisseur de l’émetteur
3.3.6- L’effet de la couche anti réflexion
3.4.7- La réponse spectrale
3.4.7.1- Comparaison
3.5-Conclusion
Bibliographie
Etat de l’art Notions préliminaires sur l’énergie solaire
Chapitre 1 Etude des différents types de silicium 1.1-Introduction
1. 2- Aperçus sur la structure cristalline et la structure amorphe
1.2.1-Etat amorphe
1.2.2- Etat cristallisé
1.2.2.1- Des monocristaux
1.2.2.2-Polycristaux
1.3- le Silicium
1.3.1- Réduction de la silice 1.3.2- Purification du silicium 1.4- Différents types de silicium 1.4.1- Le silicium amorphe
1.4.2- Le silicium cristallin
1.4.2.1-Monocristallin
1.4.2.2- Polycristallin
1.5- Production du silicium cristallin
1.5.1-a) Procédé de Czochralski
1.5.2-b) Procédés de fabrication du silicium polycristallin (multicristallin)
1.6- Préparation des plaquettes de silicium cristallin
1.6.1- Orientation et découpage
1.6.2- Découpage et polissage
1.6.2.1 Scie diamantée
1.6.2.2 Scie à fil
1.6.3- Défauts cristallins dans le Silicium
1.7- Silicium matériau de base pour le photovoltaïque
1.8- Choix du matériau Silicium
1.9- Conclusion
Chapitre 2 Les cellules photovoltaïques à base de silicium
2.1-Introduction
2.1.1- Principe de fonctionnement d’une cellule solaire
2.1- La cellule solaire
2.1.1.1-La jonction PN
2.1.1.2- La Création de paires électrons/trous
2.2-La Caractérisation électriques
2.1.1.3- La Collecte
2.2.1- La caractéristique courant-tension (I-V)
2.2.2- Le photocourant
2.2.2.a) Le courant dans la région quasi-neutre N 2.2.2.b) Le courant dans la région quasi-neutre P 2.2.2.c) Le courant dans la région de déplétion 2.2.2.d) Le photocourant total
2.3- Le courant d’obscurité
2.4- La réponse spectrale
2.5- Paramètres d’une cellule solaire
2.5.1- Paramètres physiques
2.5.2-Paramètres photovoltaïques
2.6- Circuit équivalent d’une cellule solaire
2.7.1-La structure à jonction PN et PIN
2.7- Différentes structures de cellules solaires
2.7.1.1- Principe de fonctionnement de la cellule solaire à structure PIN 2.7.1.2-Types de structure PIN
2.7.2- La structure Schottky
2.7.3- La structure MIS
2.8- Différentes couches d’une cellule solaire à jonction
2.8.1- Texturation de surface
2.8.2- Couche antireflet
2.8.3- La Couche BSF
2.8.4- Les Contacts face avant et arrière
2.10- Conclusion
Chapitre 3 Simulation d’une cellule solaire au silicium monocristallin 3.1. Introduction
3.2. Simulation numérique d’une cellule solaire à jonction PN au silicium monocristallin 3.2.1- Structure simulée
3.2.2- Paramètre de la structure simulée (cellule de référence)
3.2.2.1- Mesh
3.2.2.2-Region
3.2.2.3 -Electrodes
3.2.2.4- Dopage
3.3- Présentation des résultats
3.3.1- Caractéristique I(V) de la cellule photovoltaïque a jonction PN
3.3.1.1- Courbe de puissance de la cellule PN
3.3.1.2- Etude de l’influence de l’intensité lumineuse sur la caractéristique I(V) 3.4- Optimisation d’une cellule solaire a simple jonction 3.4.1-Etude de la structure PIN
3.4.2- Caractéristique I(V) de la cellule solaire en silicium monocristallin a jonction PIN 3.4.2.1- Comparaison entre la caractéristique I(V) de la cellule solaire a jonction PN et la cellule solaire a jonction PIN
3.4.3- L’effet de l’épaisseur de la couche intrinsèque sur les paramètres de la cellule
3.4.3.1- L’effet de l’épaisseur de la couche intrinsèque sur I(V) de la cellule PIN
3.4.4-L’effet de la Variation du dopage de l’émetteur
3.4.5- L’effet de la variation de l’épaisseur de l’émetteur
3.3.6- L’effet de la couche anti réflexion
3.4.7- La réponse spectrale
3.4.7.1- Comparaison
3.5-Conclusion
Bibliographie
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