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Etude et identification des défauts de matériaux utilisés dans les systèmes photovoltaïques. / Malika BOUDJEMA
Titre : Etude et identification des défauts de matériaux utilisés dans les systèmes photovoltaïques. Type de document : texte imprimé Auteurs : Malika BOUDJEMA, Auteur Année de publication : 2016 Importance : 58p. Présentation : ill. Format : 30cm. Langues : Français (fre) Mots-clés : identification des défauts de matériaux utilisés dans les systèmes photovoltaïques. Résumé : Au cours de ce travail, nous avons pu mettre en évidence l’influence des défauts (impuretés)
sur les propriétés électriques d’une cellule solaire à base de silicium (Si) et d’oxyde de zinc (ZnO).
En effet, la présence d’impuretés joue un rôle très important dans le processus de recombinaison.
Une impureté piège un électron (ou trou) qui par attraction coulombienne attire un trou (ou
électron), ce qui provoque la recombinaison. Cette étude a été effectuée par la simulation
numérique par deux types de logiciels ; simulation par « SCAPS » et simulation par
« SILVACO ».
Dans un premier temps, nous avons présenté le fonctionnement d’une cellule photovoltaïque
ainsi que ses caractéristiques. Les matériaux étudiés dans notre projet ont été également exposés.
Dans le deuxième chapitre, nous avons abordé les types de défauts. Nous avons insisté sur les
défauts présents dans les matériaux Si et ZnO et avons remarqué que les défauts ponctuels
(impuretés, lacunes, atomes interstitiels et atomes de substitutions) sont les plus simples Ã
simuler. Enfin, nous avons présenté dans le dernier chapitre nos résultats et les avons
commentés. Dans la première partie de la simulation, nous avons commencé par simuler une
cellule solaire à base se Si. Les meilleurs résultats de cette étude ont donné un rendement de
13,75% (sans défauts) et 13,10% (avec défauts) quant à la cellule à base de ZnO le meilleur
rendement a été de 16,64% (sans défauts) et de 16,56% (avec défauts). Ces paramètres optimaux
ont été trouvés en variant l’épaisseur et le dopage.
Nous avons également effectué une comparaison entre la cellule solaire à base de Si et la
cellule solaire en couche mince à base ZnO soit sans défaut ou avec défaut. La couche mince de
ZnO donne un rendement de conversion meilleur. Ceci peut être expliqué par l’influence sur la
vitesse de recombinaison des porteurs de charge.
Cette étude nous a amené à constater qu’aux faibles dopages, le rendement est faible. Ceci
peut s’expliquer par le champ insuffisant à créer les paires électron-trou. En revanche,
l’augmentation du nombre des dopants peut améliorer la collecte des porteurs photo-générés et
par conséquent favorise l’augmentation du rendement électrique. L’augmentation du niveau de
dopage donne, donc, une amélioration importante du rendement. Un matériau fortement dopé
permet de réduire la recombinaison au niveau du contact métallique. Cette réduction est due à la
création de la barrière de potentiel causé par la différence du dopage entre la face arrière et avant
de la cellule.
Nous projetons dans le futur à étudier en profondeur l’effet d’autres défauts ; les dislocations
par exemple, dans les matériaux en utilisant d’autres logiciels de simulation. Nous comptons
également, perfectionner certaines fonctionnalités des deux logiciels étudiés dans le présent
travail.Etude et identification des défauts de matériaux utilisés dans les systèmes photovoltaïques. [texte imprimé] / Malika BOUDJEMA, Auteur . - 2016 . - 58p. : ill. ; 30cm.
Langues : Français (fre)
Mots-clés : identification des défauts de matériaux utilisés dans les systèmes photovoltaïques. Résumé : Au cours de ce travail, nous avons pu mettre en évidence l’influence des défauts (impuretés)
sur les propriétés électriques d’une cellule solaire à base de silicium (Si) et d’oxyde de zinc (ZnO).
En effet, la présence d’impuretés joue un rôle très important dans le processus de recombinaison.
Une impureté piège un électron (ou trou) qui par attraction coulombienne attire un trou (ou
électron), ce qui provoque la recombinaison. Cette étude a été effectuée par la simulation
numérique par deux types de logiciels ; simulation par « SCAPS » et simulation par
« SILVACO ».
Dans un premier temps, nous avons présenté le fonctionnement d’une cellule photovoltaïque
ainsi que ses caractéristiques. Les matériaux étudiés dans notre projet ont été également exposés.
Dans le deuxième chapitre, nous avons abordé les types de défauts. Nous avons insisté sur les
défauts présents dans les matériaux Si et ZnO et avons remarqué que les défauts ponctuels
(impuretés, lacunes, atomes interstitiels et atomes de substitutions) sont les plus simples Ã
simuler. Enfin, nous avons présenté dans le dernier chapitre nos résultats et les avons
commentés. Dans la première partie de la simulation, nous avons commencé par simuler une
cellule solaire à base se Si. Les meilleurs résultats de cette étude ont donné un rendement de
13,75% (sans défauts) et 13,10% (avec défauts) quant à la cellule à base de ZnO le meilleur
rendement a été de 16,64% (sans défauts) et de 16,56% (avec défauts). Ces paramètres optimaux
ont été trouvés en variant l’épaisseur et le dopage.
Nous avons également effectué une comparaison entre la cellule solaire à base de Si et la
cellule solaire en couche mince à base ZnO soit sans défaut ou avec défaut. La couche mince de
ZnO donne un rendement de conversion meilleur. Ceci peut être expliqué par l’influence sur la
vitesse de recombinaison des porteurs de charge.
Cette étude nous a amené à constater qu’aux faibles dopages, le rendement est faible. Ceci
peut s’expliquer par le champ insuffisant à créer les paires électron-trou. En revanche,
l’augmentation du nombre des dopants peut améliorer la collecte des porteurs photo-générés et
par conséquent favorise l’augmentation du rendement électrique. L’augmentation du niveau de
dopage donne, donc, une amélioration importante du rendement. Un matériau fortement dopé
permet de réduire la recombinaison au niveau du contact métallique. Cette réduction est due à la
création de la barrière de potentiel causé par la différence du dopage entre la face arrière et avant
de la cellule.
Nous projetons dans le futur à étudier en profondeur l’effet d’autres défauts ; les dislocations
par exemple, dans les matériaux en utilisant d’autres logiciels de simulation. Nous comptons
également, perfectionner certaines fonctionnalités des deux logiciels étudiés dans le présent
travail.Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité bfst1714 MS-531-6-64-01 thèse Salle d'accès libre 531.6 Energies Exclu du prêt