le composant cellule solaire

Energiephotovoltaïque
FilièrePhysiquedesComposants
Nanostructurés
PHELMA–Septembre2010
Anne Kaminski1, Mathieu Monville2
1INP Grenoble - INSA Lyon
2 Solarforce
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PLANDUCOURS
1- Panorama de l’énergie mondiale, contribution et intérêt de l’énergie
photovoltaïque. Rappels sur le rayonnement solaire.
2- Conversion photon – électron, convertisseur PV idéal. Physique des
cellules PV, calcul de la réponse spectrale, du courant photogénéré, du
rendement. Paramètres caractéristiques. Pertes.
3-Cellules de 1ère génération
* Elaboration et caractérisation du silicium
* Aspects technologiques et physiques des cellules de première
génération
4- Cellules de 2ème et 3ème génération
* Cellules en couches minces en silicium, matériaux II-VI et organiques
* Nouveaux concepts pour augmenter l’absorption du rayonnement solaire
et atteindre des hauts rendements.
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Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ?
1.Energie incidente: soleil
2.Matériau convertisseur: semi-conducteur
zSilicium, Germanium, Arséniure de Gallium…
zPropriétés d’absorption de la lumière
zPropriétés de conduction électrique - Dopage
zBande interdite compatible avec le spectre solaire
3.Collecte du courant photogénéré
zDiode (jonction p-n)
zCaractéristique du générateur électrique « photopile solaire »
4.Source de pertes dans le rendement de transduction
LECOMPOSANTCELLULESOLAIRE

Source : Kaminski & Fave, 2010
Introduction : Spectre solaire
Air Masse : AM=1/cos θ
zAM0 : hors atmosphère
zAM1.5 : correspondant aux latitudes des
« pays tempérés »
¾P(AM1.5G) ~ 1 kW/m²
Energie moyenne :
z0,8 < E < 3,2 eV
LECOMPOSANTCELLULESOLAIRE
Ephoton (eV) = 1,24 / λ (µm)

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LECOMPOSANTCELLULESOLAIRE