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Optimisation des couches antireflets à gradient d'indice / KADDOURI Ameur Miloud 

Public ISBD Titre : Optimisation des couches antireflets à gradient d'indice Type de document : document électronique Auteurs : KADDOURI Ameur Miloud, Auteur ; BELAIDI Abdelkader, Directeur de thèse Année de publication : 2015-2016 Importance : 93 p. Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Electronique:Semiconducteur Mots-clés : Couche antireflet  Oxynitrure de silicium  Gradient d’indice de réfraction  incidence  Si3N4  TiO2/SiO2. .. Résumé : Les matériaux utilises pour la conversion photovoltaïques possèdent des indices de réfraction élevés d’ou les pertes par réflexion sont élevées. Pour améliorer l’efficacité des cellules solaires, on utilise généralement des couches (revêtements) antireflets (RAR) qu’on dépose par différentes méthodes et selon des conceptions variées. Le but initialement fixé pour ce travail était la réalisation d’un modèle théorique simulant les RAR à gradient d’indice et permettant d’optimiser leurs performances avant de passer à l’étape de réalisation . Le modèle mis au point est basé sur la théorie des milieux stratifiés. Il permet de calculer le facteur de réflexion pour différents systèmes multicouches diélectriques, spécialement dans notre cas les revêtements anti-réfléchissants (RAR) à gradient d’indice a base d’oxynitrure de silicium. Ce modèle permet aussi l’étude du comportement de ces RAR à incidence oblique , ce qui est généralement le cas en pratique . Les mesures du facteur de réflexion relevées sur les échantillons témoins réalisés au LEAME (département STMS) de l’Ecole Centrale de Lyon ont permis de valider notre modèle théorique. Nous avons procédé par la suite à étudier l’influence de chaque paramètre sensible des RAR à gradient d’indice ( notamment l’épaisseur, le gradient Δn, et le profil du gradient) pour pouvoir les optimiser. Nous avons étudié deux types de RAR à gradient : 1°) Les RAR mono-couche à gradient ont été comparés aux RAR mono-couche Si3N4 et SiO2 quart d’onde très utilisés. Les calculs réalisés à incidences normale et oblique ont abouti aux conclusions suivantes : • Les RAR à gradient d’indice sont moins sensibles à une éventuelle inhomogéneité de surface et/ou un écart sur l’épaisseur déposée. Des épaisseurs entre 100nm et 200nm donnent près de 45% de gain sur le photo-courant comparativement à une cellule sans RAR. • Les couches à gradient d’indice sont moins sensibles à la variation de l’angle d’incidence ce qui est généralement le cas pour les conditions de fonctionnement des cellules solaires en pratique. Cela implique un gain considérable en énergie si l’on intègre sur toute la journée. A 50° d’incidence on perd seulement 2.5% du photo-courant pour les RAR à gradient contre 10% pour les RAR classiques. • Les meilleurs résultats ont été obtenus pour le profil super-linéaire. En outre, plus le gradient réalisé est important plus les RAR sont performants, mais cela est limité par la maîtrise des techniques de réalisation de diélectriques transparents possédant des indices de réfraction élevés. 2°) Nous avons proposé aussi une nouvelle conception de RAR double couche à gradient d’indice qu’on a comparé au RAR double couche classique TiO2/SiO2 très performant. On peut faire les remarques suivantes : • On obtient un gain en photo-courant de près de 50% meilleurs que celui du RAR classique . Ce résultats est comparable aux meilleurs résultats publiés. Encore une fois on confirme que ce genre de RAR est peu sensible à l’épaisseur . • A incidence oblique, les RAR double couche à gradient se comportent mieux que le RAR classique . Pour une incidence à 50° on perd seulement 2% du photo-courant contre 4% pour le RAR TiO2/SiO2 classique. • Les meilleurs résultats ont été obtenus pour le profil sub-linéaire, contrairement aux RAR à gradient mono-couches . Directeur de thèse : BELAIDI Abdelkader Optimisation des couches antireflets à gradient d'indice [document électronique] / KADDOURI Ameur Miloud, Auteur ; BELAIDI Abdelkader, Directeur de thèse . - 2015-2016 . - 93 p. + CD. Langues : Français (fre) Catégories : Electronique:Semiconducteur Mots-clés : Couche antireflet  Oxynitrure de silicium  Gradient d’indice de réfraction  incidence  Si3N4  TiO2/SiO2. .. Résumé : Les matériaux utilises pour la conversion photovoltaïques possèdent des indices de réfraction élevés d’ou les pertes par réflexion sont élevées. Pour améliorer l’efficacité des cellules solaires, on utilise généralement des couches (revêtements) antireflets (RAR) qu’on dépose par différentes méthodes et selon des conceptions variées. Le but initialement fixé pour ce travail était la réalisation d’un modèle théorique simulant les RAR à gradient d’indice et permettant d’optimiser leurs performances avant de passer à l’étape de réalisation . Le modèle mis au point est basé sur la théorie des milieux stratifiés. Il permet de calculer le facteur de réflexion pour différents systèmes multicouches diélectriques, spécialement dans notre cas les revêtements anti-réfléchissants (RAR) à gradient d’indice a base d’oxynitrure de silicium. Ce modèle permet aussi l’étude du comportement de ces RAR à incidence oblique , ce qui est généralement le cas en pratique . Les mesures du facteur de réflexion relevées sur les échantillons témoins réalisés au LEAME (département STMS) de l’Ecole Centrale de Lyon ont permis de valider notre modèle théorique. Nous avons procédé par la suite à étudier l’influence de chaque paramètre sensible des RAR à gradient d’indice ( notamment l’épaisseur, le gradient Δn, et le profil du gradient) pour pouvoir les optimiser. Nous avons étudié deux types de RAR à gradient : 1°) Les RAR mono-couche à gradient ont été comparés aux RAR mono-couche Si3N4 et SiO2 quart d’onde très utilisés. Les calculs réalisés à incidences normale et oblique ont abouti aux conclusions suivantes : • Les RAR à gradient d’indice sont moins sensibles à une éventuelle inhomogéneité de surface et/ou un écart sur l’épaisseur déposée. Des épaisseurs entre 100nm et 200nm donnent près de 45% de gain sur le photo-courant comparativement à une cellule sans RAR. • Les couches à gradient d’indice sont moins sensibles à la variation de l’angle d’incidence ce qui est généralement le cas pour les conditions de fonctionnement des cellules solaires en pratique. Cela implique un gain considérable en énergie si l’on intègre sur toute la journée. A 50° d’incidence on perd seulement 2.5% du photo-courant pour les RAR à gradient contre 10% pour les RAR classiques. • Les meilleurs résultats ont été obtenus pour le profil super-linéaire. En outre, plus le gradient réalisé est important plus les RAR sont performants, mais cela est limité par la maîtrise des techniques de réalisation de diélectriques transparents possédant des indices de réfraction élevés. 2°) Nous avons proposé aussi une nouvelle conception de RAR double couche à gradient d’indice qu’on a comparé au RAR double couche classique TiO2/SiO2 très performant. On peut faire les remarques suivantes : • On obtient un gain en photo-courant de près de 50% meilleurs que celui du RAR classique . Ce résultats est comparable aux meilleurs résultats publiés. Encore une fois on confirme que ce genre de RAR est peu sensible à l’épaisseur . • A incidence oblique, les RAR double couche à gradient se comportent mieux que le RAR classique . Pour une incidence à 50° on perd seulement 2% du photo-courant contre 4% pour le RAR TiO2/SiO2 classique. • Les meilleurs résultats ont été obtenus pour le profil sub-linéaire, contrairement aux RAR à gradient mono-couches . Directeur de thèse : BELAIDI Abdelkader

Exemplaires

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
2542	02-09-519	Version numérique et papier	Bibliothèque USTOMB	Thèse de Doctorat	Exclu du prêt

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