Modélisation et caractérisation des cellules photovoltaïques à haut rendement à base d'hétérojonctions combinant silicium cristallin et couches minces polymorphes

par Samah Ibrahim

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Paul Kleider et de Frédéric Bouillault.


  • Résumé

    Cette thèse porte sur la caractérisation électronique des hétérojonctions entre silicium cristallin et silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H/c-Si), qui constituent le cœur d'un nouveau type de cellules photovoltaïques, en vue de leur optimisation. Pour atteindre ce but, un code numérique a été développé. Il permet de prédire les caractéristiques électriques et toutes les variables internes à la structure en régime statique. Le modèle implémenté prend en compte les défauts d'interface permettant ainsi d'évaluer leur incidence sur le comportement de la cellule. En plus, un code de simulation numérique en état dynamique (harmonique) a aussi été inclus pour pouvoir calculer l'impédance des structures, dans l'obscurité et sous illumination, la mesure d'impédance étant une technique de caractérisation importante pour les hétéro-interfaces. Pour finir, on a utilisé le code de simulation développé pour étudier et analyser des structures à hétérojonction a-Si:H/c-Si. Cette analyse concerne principalement la caractérisation de l'interface à l'hétérojonction. Pour cela, deux techniques de caractérisation ont été étudiées : les mesures de capacité de diffusion, et les mesures de photoluminescence. On compare la sensibilité de chaque méthode pour détecter les défauts d'interface tout en variant les propriétés des structures utilisées.


  • Pas de résumé disponible.

  • Titre traduit

    = Modelling and characterisation of amorphous silicon/crystalline silicon hetero-junction solar cells


  • Résumé

    This thesis is intended to contribute to the existing body of knowledge concerning the high efficiency a-Si:H/c-Si solar cells, and how to optimise their performances. This is accomplished through the development of a one dimensional numerical simulation tool that helps us to preview the performance a solar cell structure and simulate the results of electrical characterisation. It permits the analysis of the behavior of a many-Iayered hetero-structure under steady state conditions, in the dark as well as under illuminations. We have also added a special module in order to study the dynamic behavior of the structures under harmonic perturbation. This allows us to calculate the capacitance of the studied device. The simulation code has been applied to compare the two characterization techniques for hetero-structures: diffusion capacitance measurements, and photoluminescence measurements. The comparison between the sensibilities of each method to detect interface defects is established by simulating the behavior of solar cell structures having different interface parameters.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (136-[16] p.)
  • Annexes : Notes bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2010)268
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