| Titre : | simulation numérique d'effet de la couche aux fenêtre ALxGA1-xAs sur la résistance aux rradiations spatiales d'une cellule solaire en arsenic de gallium(GaAs) |
| Auteurs : | widad Laiadi, Auteur ; Afak Meftah., Auteur |
| Type de document : | Thése doctorat |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2015 |
| ISBN/ISSN/EAN : | TPH/46 |
| Format : | 1 vol. (191p.) / couv. ill. en coul / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Résumé : |
Un programme de simulation numérique a été développé qui permet d’estimer qualitativement et quantitativement la dégradation subit par une cellule solaire p+nn+ en GaAs et améliorer la résistance de la cellule à l’effet indésirable de ces particules cosmiques. Nous utilisons la simulation numérique pour faire la comparaison entre l’effet du 1MeV des irradiations des électrons, protons et neutrons sur les paramètres externes de la cellule solaire p+nn+ qui est un type de GaAs en addiction avec une fenêtre AlxGa1-xAs . Les paramètres externes de la cellule solaire sont : le courant de court circuit (Jsc), la tension du circuit ouvert (Voc), le facteur de remplissage (FF) et le rendement . Nous avons aussi étudie le lien et l’accord entre la caractéristique de densité du courant (J-V) et la réponse spectrale avec les paramètres : la fluence des irradiations, le type du piège (électron ou trou), le niveau énergétique du piège, le tout dans les trois catégories d’irradiation (électrons – protons – neutrons). Les résultats obtenues par la simulation, se trouvent en conformité avec des mesures expérimentales correspondantes. Nos résultats, montrent que dans tous les types l’augmentation de la fluence des irradiations (entraine) l’abaissement de la réponse spectrale et les paramètres externes de la cellule solaire. Aussi d’après les résultats de la comparaison faite, le courant électrique du circuit court (Jsc) est le plus sensible aux irradiations des électrons alors que les autres paramètres semblent plus sensibles aux irradiations des protons. En ce qui est des irradiations des neutrons les résultats prouvent que leur effet sur les paramètres externes est moins que celui des deux précédents. Pour améliorer le rendement de notre cellule solaire nous avons effectué un nombre de changement au les paramètres de la cellule solaire concernant le dopage et sa structure dans tous ses diverses zones (fenêtre p++AlxGa1-xAs / émetteur p+GaAs / collecteur n+GaAs / base nGaAs), d’une manière que nous avons obtenu les valeurs optimums pour les paramètres relatifs à la cellule. Le plus intéressent de ces résultats était : que l’augmentation graduelle de l’épaisseur de la fenêtre AlxGa1-xAs de la cellule solaire p+nn+ du type AlxGa1-xAs /GaAs d’une valeur de 0.09 à 0.3 améliore la résistance de la cellule solaire contre des irradiations. |
| Sommaire : |
Remerciements ii Résumé iii Sommaire iv Introduction générale 2 Chapitre I : Rayonnement solaire et radiations spatiales I.1 Introduction 6 I.2 Rayonnement solaire 9 I.2.1 Rayonnement ionisant 9 I.2.2 Rayonnement non-ionisant 10 I.2.3 La photosphère comme source de rayonnement 10 I.2.4 Rayonnement cosmique et vents solaires 11 I.2.5 Le spectre solaire 13 I.3 Interactions des photons avec la matière 18 I.3.1 Diffusion Rayleigh 18 I.3.2 Diffusion Thomson 19 I.3.3 Effet Raman 19 I.3.4 Diffusion Compton 20 I.3.5 Effet photoélectrique 21 I.3.6 Création de paires électrons-positrons (matérialisation) 21 I.4 Radiations spatiales 23 I.4.1 Les ceinture de radiations 23 I.4.2 Type des particules 24 I.4.3 Interactions des particules massives avec la matière 26 I.5 Conclusion 27 Chapitre II : Propriétés physiques de l'arsenic de gallium II.1 Introduction 29 II.2 L’arsenic de gallium : Structure et propriétés physiques 30 II.2.1 Structure cristalline du GaAs 30 II.2.2 Structure de bande du GaAs 33 II.2.3 Propriétés Optoélectroniques du GaAs 34 II.3 L’alliage AlxGa1-xAs: Structure et propriétés physiques 37 II.3.1 Structure cristalline du AlxGa1-xAs 37 II.3.2 Structure de bande du AlxGa1-xAs 38 II.3.3 Propriétés optoélectroniques de l’alliage AlxGa1-xAs 40 II.4 Les défauts dans l’arsenic de gallium 44 II.4.1 Les défauts ponctuels 44 II.4.2 Défauts induits par les irradiations spatiales 45 II.5 Conclusion 51 Chapitre III : Effet des particules sur les cellules solaires en GaAs- Etat de l’art III.1 Introduction 53 III.2 Principe de la conversion photovoltaïque 53 III.3 Les cellules solaires à base de l’arsenic de gallium 55 III.3.1 Conception 55 III.3.2 Les paramètres de sortie d’une cellule solaire 57 III.4 Effet des particules sur les cellules solaires en GaAs- Etat de l’art 61 III.4.1 Effet des électrons 62 III.4.2 Effet des protons 73 III.4.3 Effet des neutrons 82 III.5 Conclusion 83 Chapitre IV : Simulation des caractéristiques électriques d’une cellule solaire IV.1 Introduction 85 IV.2 Equations de transport électrique 86 IV.3 Génération optique 87 IV.4 Recombinaison 90 IV.4.1 Recombinaison directe 90 IV.4.2 Recombination Shockley-Read-Hall (SRH) 90 IV.4.3 Recombinaison Auger 92 IV.4.4 Recombinaison en surface 93 IV.5 Structure de la cellule solaire à base du GaAs 93 IV.5.1 Discrétisation de la cellule 94 IV.5.2 Discrétisation des équations 96 IV.5.3 Conditions aux limites 100 IV.5.4 Système à résoudre 101 IV.6 Méthode de résolution 102 IV.7 Organigramme du calcul 105 IV.8 Conclusion 106 Chapitre V : Résultats et discussion V.1 Introduction 108 V.2 Structure et paramètres de la cellule solaire 108 V.3 L'effet d'irradiation par des électrons énergétiques 113 V.3.1 Pièges à électrons profonds 116 V.3.2 Pièges à trou profonds 119 V.3.3 Pièges à électron non profonds 121 V.3.4 Pièges à trou non profonds 123 V.4 L'effet d'irradiation par des protons énergétiques 126 V.4.1 Pièges à électron profonds 129 V.4.2 Pièges à trou profonds 132 V.4.3 Pièges à électron non profonds 135 V.4.4 Pièges à trou non profonds 137 V.5 L'effet d'irradiation par des neutrons énergétiques 139 V.5.1 Pièges à électrons profonds 142 V.5.2 Pièges à électrons non profonds 144 V.6 Comparaison entre l'effet des trois types de particules 147 V.7 Optimisation de la cellule 148 V.7.1 Cas d'irradiation par les électrons 149 V.7.2 Cas d'irradiation par les protons 159 V.7.3 Cas d'irradiation par les neutrons 170 V.8 Conclusion 181 Conclusion générale 183 Références 185 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/2317/1/Th%C3%A8se_2015.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TPHY/46 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
