Idéalement, on peut négliger R s et I devant U, puis travailler avec un modèle simplifié: Comme la résistance shunt est beaucoup plus élevée que la résistance série, on peut encore négliger le courant dévié dans R sh. On obtient: Le schéma équivalent de la figure 2 correspondant est celui de la cellule idéale: Figure 2: schéma équivalent simplifié
La détermination de la valeur exacte du courant I sc dépend du modèle choisi pour la cellule solaire. Pour une cellule idéale, le courant de court-circuit est égal au courant I ph. Pour une cellule réelle qui utilise le modèle à un seul exponentiel, le courant I sc devient encore plus compliqué.. Il croît avec l'intensité d'illumination de la cellule et dépend de la surface éclairée, de la longueur d'onde du rayonnement, de la mobilité des porteurs et de la température. I. Schéma équivalent cellule photovoltaique en. Tension à circuit ouvert, Voc La tension de circuit ouvert V oc, est la tension mesurée lorsqu'aucun courant ne circule dans le dispositif photovoltaïque. Elle dépend essentiellement du type de cellule solaire (jonction p-n, jonction Schottky), des matériaux de la couche active et de la nature des contacts couche active-électrode. Elle dépend de plus de l'éclairement de la cellule. A partir de l'expression du courant total de la cellule sous illumination, équation (I. 5) dans le cas d'un courant nul, on obtient son expression: 𝑉 𝑐𝑜 = 𝐾𝑇 𝑞 𝐿𝑜𝑔 [ 𝐼 𝑝ℎ 𝐼𝑠 + 1] (I.
On peut utiliser du tellurure de cadmium ou du CIGS (cuivre / indium / gallium / sélénium). Les rendements en laboratoire sont proches de ceux du silicium (22, 1% et 23, 3% respectivement). Le silicium peut également être utilisé en couches minces s'il est sous sa forme « amorphe » (non cristallisée). C'est la technologie rencontrée depuis longtemps dans les petites calculatrices mais le rendement est plus faible. Les cellules organiques 1 micron: l'épaisseur (1/1000 de mm) du semi-conducteur déposé pour fabriquer les cellules photovoltaïques à couches minces. Fondées sur des molécules ou des polymères de la chimie organique et non plus sur des semi-conducteurs minéraux comme les précédentes, elles commencent à avoir des applications. Leurs rendements sont encore faibles et la stabilité à long terme n'est pas suffisante mais ces cellules pourraient avoir un très bas coût de production. Schéma équivalent cellule photovoltaique de. On rencontre aussi des cellules à pigments photosensibles inspirées de la photosynthèse La photosynthèse est le processus par lequel les plantes (sous l'action de la lumière du soleil) transforment le CO2 et l'eau en matière végétale... végétale appelées cellules à colorants.
7): 𝐼 = 𝐼 𝑠 |𝑒𝑥𝑝 [𝑞 𝑉−𝑅 𝑠𝐼 𝑛𝐾𝑇] − 1| (I. 7) I. Courant de saturation I s I s est le courant de saturation ou de fuite circulant dans la jonction quelque soit le type de polarisation. Il est dû au phénomène de diffusion des porteurs minoritaires vers les régions neutres (les trous vers la région de type p et les électrons vers la région de type n) et au phénomène de génération de porteurs libres dans la zone de charge d'espace. I. Facteur d'idéalité n n est le facteur d'idéalité ou de qualité qui dépend de la tension de polarisation, il nous renseigne sur l'origine des courants circulant dans la jonction. Schéma équivalent cellule photovoltaique au. Il prend la valeur 1 s'ils'agit d'un mécanisme de diffusion. Pour le mécanisme de recombinaison il prend la valeur 2. Lorsque les deux courants sont comparables, le facteur n a une valeur comprise entre 1 et 2. S'il prend d'autres valeurs, cela signifie que d'autres mécanismes interviennent pour le transport du courant. I. Resistance série R s R s est la résistance série, c'est un paramètre d'intérêt majeur, plus sa valeur est grande, plus la diode s'éloigne du modèle idéal.
Une cellule photovoltaïque est un composant électronique qui, exposé aux photons de la lumière, produit de l'électricité. Cet effet photovoltaïque fut découvert en 1839 par le physicien français Antoine Becquerel 1. Il faut attendre les années 1960 et les satellites spatiaux pour que les cellules trouvent de réelles applications. Les panneaux solaires, formés par des assemblages de cellules, commencent à arriver sur les toits à la fin des années 1980. L'essor du photovoltaïque, avec de grands parcs de production électrique, n'a plus cessé depuis le début du XXI e siècle. Le principe de fonctionnement Le fonctionnement de la cellule photovoltaïque Dispositif qui transforme l'énergie lumineuse en courant électrique. est fondé sur les propriétés de semi-conducteurs qui, percutés par les photons, mettent en mouvement un flux d' électrons La matière est composée d'atomes. Schéma équivalent et caractéristique courant-tension de la cellule solaire:. Un atome comporte un noyau formé de protons (particules de charge électrique positive) et de neutrons.... Les photons sont des particules élémentaires qui transportent l'énergie solaire à 300 000 km/s et qu'Albert Einstein appelait dans les années 1920 les « grains de lumière ».
Les études portent surtout sur des cellules doubles dites « tandem », associant du silicium et des couches minces, dont le rendement théorique est de 43%. Les cellules multi-jonctions ont une limite théorique supérieure à 50%. (1) Son fils Henri Becquerel découvrit en 1903, avec Pierre et Marie Curie, les principes de la radioactivité Découverte en 1896 par le physicien français Henri Becquerel, la radioactivité est un phénomène naturel.... (2) 1 micron = 1/1000 de millimètre
6). Ce point P M est obtenu en modifiant la valeur de la résistance externe, quand l'aire du rectangle défini par les axes Ox, Oy et les droites x = I m et y= V m passe par un maximum. Le nom "facteur de forme" (fill factor) dérive de la représentation graphique. Il est défini par la relation suivante:𝐹𝐹 = 𝑃 𝑚𝑎𝑥 𝑉 𝑜𝑐 ×𝐼 𝑠𝑐 = 𝑉 𝑚×𝐼𝑚 𝑉 𝑜𝑐 ×𝐼 𝑠𝑐 Il est égal au rapport de la surface du rectangle P max défini par la Figure I. 6, sur celle du rectangle dont les côtés mesurent V oc et I sc. Plus ce paramètre est élevé, meilleure est l'efficacité de conversion. En dehors de ce point de fonctionnement P M particulier, la diminution du courant par recombinaison intervient à des points de fonctionnement ayant V x supérieur à V M et des pertes par dissipation (effet joule) des résistances séries apparaissent dans le cas I >I M. Chapitre 5: Capteurs solaires photovoltaïques: . Caractéristiques électriques d'une cellule photovoltaïque. Plus la cellule solaire montre un comportement idéal, plus les surfaces des deux rectangles sont proches, et plus la valeur du facteur de forme augmente.
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