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26 nov
26/11/2018 10:00

Sciences & Société

Soutenance de thèse : Benoit GUILLO LOHAN

Modélisation, élaboration et caractérisation de cellules photovoltaïques à base de silicium cristallin pour des applications sous concentration

Doctorant : Benoit GUILLO LOHAN

Laboratoire INSA : INL
Ecole doctorale : ED160 E.E.A

Les performances électriques des cellules photovoltaïques à base de silicium sont fortement dégradées lorsque leur température augmente. Cette problématique, pourtant bien connue, n'est pas suffisamment prise en considération dans l'industrie du photovoltaïque. Pour parer à cette dégradation, deux voies d'améliorations peuvent être explorées : diminuer la température de fonctionnement des cellules ou réduire leurs coefficients de dégradation en température. Cette étude est d'autant plus importante pour les applications sous concentrations, un éclairement élevé favorisant l'échauffement des cellules. Pour les facteurs de concentration élevés, l'utilisation de systèmes de refroidissement actifs réduit drastiquement la température de fonctionnement. Pour les faibles éclairements, le refroidissement passif est préféré, bien moins coûteux en énergie. Ce travail de thèse est focalisé sur l'étude du comportement thermo-électrique des cellules sous faible concentration du rayonnement incident.
Un banc de caractérisation innovant développé dans cette thèse a rendu possible la quantification des variations de la température de la cellule avec la tension de polarisation. Avec l'augmentation de la polarisation, une évolution de l'émissivité est observée du fait des variations de la concentration de porteurs de charge minoritaires. Le refroidissement radiatif est minimal au courant de court circuit et est maximal à la tension de circuit ouvert : la température atteinte au point de court circuit est supérieure à celle atteinte en circuit ouvert. La fabrication de cellules avec des propriétés différentes nous a permis de confirmer l'importance du dopage de la base et de l'architecture sur l'augmentation du refroidissement radiatif avec la polarisation. De plus, la comparaison du comportement thermo-électrique des cellules de type de dopages différents a mis en avant de plus faibles coefficients de dégradation en température pour les cellules ayant un substrat de type n.

Informations complémentaires

  • Bâtiment Blaise Pascal, salle 502.337 - avenue Jean Capelle, Villeurbanne.

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