Analyse des cellules solaires bifaciales minces au silicium avec un champ arrière sélectif et
diffusé localement
Dans cet article, les auteurs sont fait une étude comparative entre des photopiles bifaciales, traitées localement avec l’aluminium comme champ arrière, qui sont des productions industrielles et des photopiles bifaciales dopées avec de l’aluminium-bore créant ainsi un
champ arrière sélectif. Pour fabriquer les cellules solaires bifaciales avec camps arrière sélectif, la diffusion du bore est basée sur le ‘spin-on’. Chauffer le iOS 2 ne suffit pas à produire une bonne passivation de la face arrière et de plus le substrat est contaminé par l’aluminium lors de sa diffusion. La passivation est un traitement chimique permettant de neutraliser les pièges des porteurs minoritaires dans la base. Le champ arrière sélectif améliore le rendement de la photopile en réfléchissant les porteurs minoritaires vers la jonction et en minimisant la contamination du substrat par la diffusion du bore. Aussi ce champ est très peu sensible à la qualité de passivation de la face arrière, ce qui nous permet d’avoir un rendement de près de 13 %, pour l’éclairement à la face avant et %9,8 pour l’éclairement à la face arrière. Les auteurs montrent ainsi que pour une production industrielle où une haute qualité de passivation est difficile à obtenir, l’utilisation d’un champ arrière sélectif est nécessaire.
Investigation sur les performances de modules PV de type bifacial dans les tropiques
Dans cet article, les auteurs ont étudié le comportement d’une photopile bifaciale par rapport à une photopile monofaciale dans un climat tropical (à Singapour). En effet ils installent plusieurs modules de photopiles bifaciales et de photopiles monofaciales dans les mêmes conditions.
Après plusieurs mesures, ils concluent que la photopile bifaciale a un rendement plus élevé que la photopile monofaciale à condition que la puissance incidente des rayons solaires soit suffisante pour permettre une réflexion conséquente vers la face arrière de la photopile. Ensuite ils comparent deux photopiles bifaciales placées dans des directions différentes. Dans ce cas précis, avec la position de Singapour par rapport à l’équateur, ils placent l’une d’elles verticalement avec les faces dirigées EST-OUEST et l’autre avec une inclinaison vers le sud (vers l’équateur). Ces mesures montrent que la position verticale de la photopile entraine un rendement moindre de la photopile bifaciale. Après d’autres mesures effectuées sous plusieurs angles d’inclinaison, celui de 10 degrés semble être le plus productif.
La photopile bifaciale est donc bénéfique pour les pays tropicaux où la puissance incidente de la lumière est élevée. Néanmoins le choix de l’angle d’inclinaison reste tout aussi important pour améliorer son rendement.
Effets du dopage sur les performances des cellules solaires organiques
Dans cet article, les auteurs s’intéressent aux photopiles organiques, surtout de l’influence du dopage sur leur performance. En réalité, les photopiles organiques sont assez différentes des photopiles inorganiques. En effet, elles n’ont pas besoin d’être dopées pour qu’elles réagissent à la lumière ; de façon naturelle, elles contiennent beaucoup d’impuretés. Néanmoins un dopage pourrait influencer leur rendement. Elles sont le plus souvent constituées d’une hétérojonction c’est-à-dire deux semi-conducteurs organiques avec des affinités électroniques et des potentiels d’ionisation différents sont mis en contact. Le plus souvent, le dopage entraine une décroissance du rendement de la photopile. Cependant lorsque celle-ci n’est pas optimisée c’est-à-dire une faible mobilité de leurs porteurs, le dopage a plus un effet accroissant sur leur rendement. Habituellement, la couche ‘accepteur’ est dopée P et la couche ‘donneur’ dopée N mais lorsque la configuration est tout autre, c’est-à-dire la couche ‘accepteur’ est dopée N et ‘donneur’ dopée P, le rendement des photopiles augmente avec le dopage.
Le dopage influe beaucoup sur les performances des photopiles organiques. Ce paramètre est à prendre en compte dans l’amélioration du rendement de celles-ci.
Caractérisation d’un panneau solaire bifacial avec un diffuseur et un semi-miroir comme
réflecteur
Dans cet article, les auteurs tentent d’optimiser au mieux la contribution de l’éclairement de la face arrière d’une photopile bifaciale. Pour cela, on utilise un miroir pour mieux réfléchir les rayons incidents sur la face arrière de la photopile. Cependant, pour que les rayons arrivent sur le miroir, il faut que les panneaux soient inclinés d’un angle optimal qui, après plusieurs mesures dans ce cas précis, est de 10degrés environ avec une distance de 115mm entre eux. De plus les panneaux doivent être parallèles au miroir pour recevoir perpendiculairement le maximum de rayons réfléchis. Enfin ces auteurs tiennent compte aussi de la qualité du réflecteur pour recevoir plus de rayons sur la face arrière. En effet avec un miroir, le rayon est juste réfléchi par contre un semi-miroir scinde le rayon incident ce qui permet à la face arrière de recevoir les rayons sur une surface plus large. Aussi, l’utilisation d’un diffuseur comme réflecteur, réfléchit encore plus de rayons mais dans plusieurs directions différentes. On gagne en nombre de rayons mais l’on perd en intensité si bien que certains d’entre eux n’atteignent pas la face arrière. Effectivement nous avons un rendement de conversion de 20% avec le semi-miroir contre 15% avec le diffuseur.
Développement des cellules solaires bifaciales au silicium de type n
Dans cet article, les auteurs se sont penchés sur une photopile bifaciale différente de celles utilisées habituellement. Ce sont des photopiles bifaciales de type N. En effet l’émetteur est dopé avec le bore et la base avec le phosphore comme champ arrière. Cette attention particulière vient du fait que ce genre de photopiles a un rendement de conversion de près de 18 %, pour l’éclairement à la face avant et 17 %, pour l’éclairement à la face arrière. Ces photopiles spécifiques produisent donc plus de courant que les photopiles bifaciales de type P.
En effet, les photopiles bifaciales de type N sont moins sensibles aux impuretés auxquelles nous sommes le plus souvent confrontés. Aussi elles sont plus résistantes à l’effet de l’irradiation qui dégrade plus vite les photopiles de type P à cause du complexe bore-oxygène. Nous pouvons donc utiliser les photopiles bifaciales de type N dans des conditions extrêmes. Leur mode de fabrication fait intervenir le NS Xi dont les films sont déposés directement sur l’émetteur. Ceci lui procure une passivation de qualité. Bien sur l’utilisation d’une couche de iOS 2 entre le NS Xi et l’émetteur s’impose. Les auteurs montrent qu’il est possible d’atteindre des rendements de 23 à 24% avec certaines photopiles de type N appelées cellules IBC (Interdigitated Back Contact) et cellules HIT (Heterojunction with intrinsic Thin layer). Les photopiles bifaciales de type N sont donc l’avenir de la recherche sur les photopiles bifaciales.
Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
I-1 INTRODUCTION
I-2 CONCLUSION
Chapitre II : MODELISATION DE LA PHOTOPILE BIFACIALE
II-1 INTRODUCTION
II-2 DESCRIPTION DE LA PHOTOPILE BIFACIALE
II-3 DENSITE DES PORTEURS
II-4 DENSITE DE PHOTOCOURANT
II-5 COEFFICIENT DE BIFACIALITE
II-6 RENDEMENT DE CONVERSION
II-7 CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
