Contribution à l’étude des cellules solaires à base de matériaux Pérovskites.
Des informations générales:
Le niveau |
Master |
Titre |
Contribution à l’étude des cellules solaires à base de matériaux Pérovskites. |
SPECIALITE |
Physique énergétique et énergies renouvelables |
Page de garde:
Sommaire:
CHAPITRE 1: Les Différentes Filieres Photovoltaïques. Materiaux Perovskites dans les cellules solaires
Introduction
Le principe de fonctionnement des cellules photovoltaïques
2.1. Cellules solaires photovoltaïques.
2.2. Effet photovoltaïque
2.3. Principe de fonctionnement d’une cellule photovoltaïque.
3 Différentes structures de cellules solaires
La structure à jonction PN
La structure Schottky
3.3. La structure MIS
3.4. La structure à jonction PIN.
3.4.1. La jonction PIN à l’équilibre thermique.
3.4.1.1. Le comportement en inverse d’une jonction PIN
3.5. Structure à avalanche
3.6. Différentes couches d’une cellule solaire à jonction PN
3.6.1. Texturation de surface
3.6.2. Couche antireflet
3.6.3. La Couche BSF
3.6.4. Les Contacts face avant et arrière
4 Paramètres d’une cellule solaire
4.1. Paramètres physiques
4.1.1. Le coefficient d’absorption
4.1.2. Le coefficient de réflexion.
4.2. Paramètres photovoltaïques.
4.2.1. Le courant de court-circuit Icc
4.2.2. La tension en circuit ouvert Vco
4.2.3. La puissance débitée .
4.2.4. Le Facteur de forme FF.
4.2.5. Le rendement
5 les différentes filières photovoltaïques
5.1. La première génération : le silicium cristallin (c-Si).
5.1.1. Le silicium monocristallin.
5.1.2. Cellule au silicium monocristallin.
5.1.3. Silicium polycristallin.
5.1.4. Cellule au silicium polycristallin.
La deuxième génération : les couches minces.
Le silicium amorphe.
5.2.2. Cellule au silicium amorphe à couche mince.
Les chalcopyrites
5.2.3.1. Les Cellule CIS à couche mince sans silicone
5.3. La troisième génération : les technologies émergentes.
5.3.1. Cellule CZTS (cuivre zinc étain soufre).
5.3.2. Pérovskites.
5.3.2.1. Structure Pérovskite
5.3.2.2. Matériaux Pérovskite dans les cellules solaires
5.3.3. Structure de cellule Photovoltaïque Pérovskite
5.3.4. Performances des cellules photovoltaique à base de matériaux pérovskites 25
5.3.5. Autres matériaux pérovskites.
5.3.5.1. Le titanate de baryum
5.3.5.2. Lueshite NaNbO3
5.3.5.3. La loparite
5.3.5.4. Le titanate de plomb
5.3.5.5. Le titanate de strontium
5.3.5.6. Les halogénures de plomb de méthylammonium (MALH)
5.3.5.7. L’iodure de plomb de formamidinium (FAPb13).
6 Conclusion
Références
CHAPITRE 2: Techniques de réalisation de la cellule à base de matériau pérovskite
1 Introduction
2 Techniques de dépôt du matériau pérovskite.
2.1. Dépôt en solution (voie chimique) en une étape.
2.1.1. Processus de solution en une étape
2.1.2. Méthode de dépôt séquentiel.
2.1.3. Solution: Méthode d’addition traitée.
2.1.4. Évaporation thermique
2.1.5. Amélioration des méthodes de traitement.
3. Techniques de realisation de celulles solaires à base de matériaux pérovskite 38
3.1. Spray Coating
3.2. Slot Die coating
3.3. Blading coating.
3.4. Inkjet printing
3.5. Sérigraphie.
4 Réalisation de la cellule pérovskite
4.1. Fabrication de la couche HTL
4.2. Fabrication de la couche active
4.3.Fabrication des couches d’ETL et de l’électrode métallique
5. Présentation des différentes structures des cellules solaires Pérovskites
5.1. Structure mésosporeuse et structure planaire.
5.2. Structure planaire N-I-P directe.
5.3. Structure planaire P-I-N inverse
6. structure de la Cellule solaire perovskite étudiée.
7 Conclusion
Références
CHAPITRE 3: Caractérisation Des Cellules Solaires Pérovskites
1 Introduction.
2 Techniquesde caractérisation.
3 Caractérisations structurales
3.1. Diffraction de rayon X (DRX).
3.2. Optimisation de la température de recuit
3.3. Optimisation du temps de recuit.
Caractérisations optiques
4.1. Spectroscopie ultraviolet visible.
4.2. Optimisation de la température de recuit
4.3. Optimisation du temps de recuit.
4.4. Optimisation des épaisseurs des couches de la cellule pérovskite.
Caractérisation électrique des cellules
5.1. Mesures J(V)
Conclusion
Références.
CHAPITER 4: Simulation de la cellule pérovskite
1 Introduction.
2 Simulation par WxAMPS.
3 Étude de la configuration photovoltaïque multicouche
4. L’effet de la couche Pérovskite
4.1. L’effet de l’épaisseur de la couche pérovskite
5. L’effet de la couche PEDOT: PSS.
5.1. L’effet de l’épaisseur de la couche PEDOT: PSS
6. La cellule optimisée
6.1. La structure finale.
6.2. La simulation électrique.
7. Conclusion.
Références
Conclusion générale
Introduction
Le principe de fonctionnement des cellules photovoltaïques
2.1. Cellules solaires photovoltaïques.
2.2. Effet photovoltaïque
2.3. Principe de fonctionnement d’une cellule photovoltaïque.
3 Différentes structures de cellules solaires
La structure à jonction PN
La structure Schottky
3.3. La structure MIS
3.4. La structure à jonction PIN.
3.4.1. La jonction PIN à l’équilibre thermique.
3.4.1.1. Le comportement en inverse d’une jonction PIN
3.5. Structure à avalanche
3.6. Différentes couches d’une cellule solaire à jonction PN
3.6.1. Texturation de surface
3.6.2. Couche antireflet
3.6.3. La Couche BSF
3.6.4. Les Contacts face avant et arrière
4 Paramètres d’une cellule solaire
4.1. Paramètres physiques
4.1.1. Le coefficient d’absorption
4.1.2. Le coefficient de réflexion.
4.2. Paramètres photovoltaïques.
4.2.1. Le courant de court-circuit Icc
4.2.2. La tension en circuit ouvert Vco
4.2.3. La puissance débitée .
4.2.4. Le Facteur de forme FF.
4.2.5. Le rendement
5 les différentes filières photovoltaïques
5.1. La première génération : le silicium cristallin (c-Si).
5.1.1. Le silicium monocristallin.
5.1.2. Cellule au silicium monocristallin.
5.1.3. Silicium polycristallin.
5.1.4. Cellule au silicium polycristallin.
La deuxième génération : les couches minces.
Le silicium amorphe.
5.2.2. Cellule au silicium amorphe à couche mince.
Les chalcopyrites
5.2.3.1. Les Cellule CIS à couche mince sans silicone
5.3. La troisième génération : les technologies émergentes.
5.3.1. Cellule CZTS (cuivre zinc étain soufre).
5.3.2. Pérovskites.
5.3.2.1. Structure Pérovskite
5.3.2.2. Matériaux Pérovskite dans les cellules solaires
5.3.3. Structure de cellule Photovoltaïque Pérovskite
5.3.4. Performances des cellules photovoltaique à base de matériaux pérovskites 25
5.3.5. Autres matériaux pérovskites.
5.3.5.1. Le titanate de baryum
5.3.5.2. Lueshite NaNbO3
5.3.5.3. La loparite
5.3.5.4. Le titanate de plomb
5.3.5.5. Le titanate de strontium
5.3.5.6. Les halogénures de plomb de méthylammonium (MALH)
5.3.5.7. L’iodure de plomb de formamidinium (FAPb13).
6 Conclusion
Références
CHAPITRE 2: Techniques de réalisation de la cellule à base de matériau pérovskite
1 Introduction
2 Techniques de dépôt du matériau pérovskite.
2.1. Dépôt en solution (voie chimique) en une étape.
2.1.1. Processus de solution en une étape
2.1.2. Méthode de dépôt séquentiel.
2.1.3. Solution: Méthode d’addition traitée.
2.1.4. Évaporation thermique
2.1.5. Amélioration des méthodes de traitement.
3. Techniques de realisation de celulles solaires à base de matériaux pérovskite 38
3.1. Spray Coating
3.2. Slot Die coating
3.3. Blading coating.
3.4. Inkjet printing
3.5. Sérigraphie.
4 Réalisation de la cellule pérovskite
4.1. Fabrication de la couche HTL
4.2. Fabrication de la couche active
4.3.Fabrication des couches d’ETL et de l’électrode métallique
5. Présentation des différentes structures des cellules solaires Pérovskites
5.1. Structure mésosporeuse et structure planaire.
5.2. Structure planaire N-I-P directe.
5.3. Structure planaire P-I-N inverse
6. structure de la Cellule solaire perovskite étudiée.
7 Conclusion
Références
CHAPITRE 3: Caractérisation Des Cellules Solaires Pérovskites
1 Introduction.
2 Techniquesde caractérisation.
3 Caractérisations structurales
3.1. Diffraction de rayon X (DRX).
3.2. Optimisation de la température de recuit
3.3. Optimisation du temps de recuit.
Caractérisations optiques
4.1. Spectroscopie ultraviolet visible.
4.2. Optimisation de la température de recuit
4.3. Optimisation du temps de recuit.
4.4. Optimisation des épaisseurs des couches de la cellule pérovskite.
Caractérisation électrique des cellules
5.1. Mesures J(V)
Conclusion
Références.
CHAPITER 4: Simulation de la cellule pérovskite
1 Introduction.
2 Simulation par WxAMPS.
3 Étude de la configuration photovoltaïque multicouche
4. L’effet de la couche Pérovskite
4.1. L’effet de l’épaisseur de la couche pérovskite
5. L’effet de la couche PEDOT: PSS.
5.1. L’effet de l’épaisseur de la couche PEDOT: PSS
6. La cellule optimisée
6.1. La structure finale.
6.2. La simulation électrique.
7. Conclusion.
Références
Conclusion générale
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