CG : nm
CT : Dans cette thèse, la dégradation c’est-à-dire le vieillissement réversible appelé communément Effet Staebler-Wronski a été profondément étudié et des solutions pour y remédier ont été proposées. Entre autres des cellules triples et tandem ont été analysées. Un des avantages du silicium amorphe hydrogène par rapport au silicium cristallin, c’est aussi sa flexibilité. C’est à dire qu’on peut réaliser des structures tandem ou triples avec ce matériau, ce qui est impossible de réaliser avec du silicium cristallin. Logiquement ceci devrait conduire à doubler ou même à tripler le rendement d’une cellule. J’ai étudié l’influence des propriétés structurelles et optoélectroniques des alliages a-Si1-x Gex:H sur la performance des cellules solaires simples et multijonction à base de a-Si1-x Gex:H. Pour ce matériau, j’ai observé deux régimes : l’un (x (inferieur ou égal) 0,4 correspondant à Eg = 1.5eV) montre des densités de défauts basses et des énergies d’Urbach basses. Pour x > 0,4, les densités de défauts augmentent ainsi que les énergies d’Urbach. Pour étudier l’influence des propriétés des couches sur la performance des cellules solaires, plusieurs séries de cellules à jonction simple avec des couches a-Six-1 Gex:H et aussi avec des différentes bandes interdites ont été utilisées.
S : http://petale.univ-lorraine.fr/notice.html?id=univ-lorraine-ori-16451&printable=true (consulté le 2.10.2014)
N : 1. L’effet Staebler-Wronski a été découvert par David L. Staebler et Christopher R. Wronski en 1977. Ils ont montré que le courant d’obscurité et de photoconductivité de silicium amorphe hydrogéné peut être réduite de manière significative par illumination avec de la lumière intense prolongée.
2. Des cellules solaires triple jonction peuvent être réalisées en combinant des cellules en aSi:H et SiGe. Le dispositif ayant le meilleur rendement, 13%, a été obtenu en utilisant l’empilement suivant : a-Si:H (1,8 eV)/a-SiGe:H (1,6 eV)/a-SiGe:H (1,4 eV) (Yang et al. 1997).
Cependant, étant donné les coûts élevés du gaz GeH4, une autre approche consiste à combiner une cellule supérieure de a-Si:H (1,8 eV), une cellule intermédiaire de a-SiGe:H
(1,6 eV) et une cellule de base en µc-Si:H (1,1 eV) (Jones et al. 2001). Un tel dispositif permet la fabrication d’une cellule supérieure plus fine que pour la structure micromorphe et donc permet de diminuer l’influence de la métastabilité sous illumination de l’hydrogène dans les couches aussi appelée effet Staebler-Wronski (Staebler and Wronski 1977).
1. Un groupe de chercheurs dirigé par un professeur de l’Université Queen (Kingston, Ontario, Canada) a mis au point une nouvelle génération de cellules solaires hybrides photovoltaïques et thermiques aux performances améliorées (PVT).
Historiquement, la conception des systèmes PVT s’est concentrée sur le refroidissement du silicium cristallin (c-Si) des dispositifs photovoltaïques (PV) afin d’améliorer les performances électriques du système. Cette approche néglige les pertes de rendement connexes dans le système thermique et conduit à une diminution de l’énergie globale du système.
Les auteurs de l’étude ont utilisé une autre approche : l’utilisation du silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H) en tant que matériau absorbeur pour la cellule PVT afin d’essayer de maintenir des températures de travail plus hautes et plus favorables pour le système thermique. Les faibles coefficients thermiques du a-Si:H permet aux cellules photovoltaïques de travailler à haute température, ce qui en fait un très sérieux candidat pour un système PVT plus symbiotique.
Après avoir résolu le problème des dégradations dues à l’effet Staebler-Wronski, les auteurs ont montré que l’incorporation en couche épaisse du a-Si :H dans les cellules PVT pouvait améliorer leurs performances thermiques tout en améliorant leurs performances électriques.
S : 1. http://www.cyclopaedia.fr/wiki/Effet_Staebler%E2%80%93Wronski (consulté le 28.11.2014). 2. file:///Users/Fer/Downloads/Drahi.pdf (consulté le 28.11.2014). 3. http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/70652.htm (consulté le 3.10.2014).
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