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Conception et réalisation de cellules solaires à base de nanostructures silicium (Document en Anglais)

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Version :

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Informations sur les contributeurs

Auteur : Zhou (Zhou), Di

Zhou (Zhou), Di

Nom

Zhou

Nom de naissance

Zhou

Prénom

Nationalité

Date de soutenance : 25-11-2013

Directeur(s) de thèse : Stiévenard Didier

Stiévenard, Didier

Nom

Stiévenard

Prénom

Didier

- Cristini-Robbe Odile

Cristini-Robbe, Odile

Nom

Cristini-Robbe

Prénom

Odile

Etablissement de soutenance : Lille 1

Lille 1

Nom

Lille 1

Laboratoire : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie

Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie

Nom

Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie

Ecole doctorale : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Lille)

École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)

Nom

École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)

Informations générales

Discipline : Micro et nanotechnologies, acoustique et télécommunications
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Cellule solaire
Mots-clés :

Photopiles - Construction
Nanostructures - Simulation par ordinateur
Nanostructures - Propriétés optiques
Silicium
Oxyde de zinc
Sol-gel, Procédé

Résumé : Dans les cellules solaires planaires silicium, le matériau doit être assez épais pour que l’absorption des photons soit efficace, et dans le même temps, l’accroissement de l’épaisseur augmente les chances de recombinaison des porteurs. Afin d’avoir à la fois absorption et couche mince, des structures radiales (nanopiliers ou nanocones) peuvent être utilisées, qui ont des diamètres inférieurs à la longueur de diffusion des porteurs minoritaires, ce qui garantit une bonne collecte des porteurs. Ce travail présente la réalisation et la caractérisation de cellules solaires silicium bas coût, basées sur des nanostructures (piliers ou cônes). Pour la nanostructuration, l’usage d’un masqueur électronique est évité grâce à l’utilisation de microbilles de silice, déposées par technique Langmuir-Blodget et servant de masque à la gravure sèche des nanostructures. L’électrode face avant est en ZnO, obtenue par technique sol-gel. Avant la fabrication, une simulation des propriétés optiques des nanostructures en fonction de leur forme (densité, hauteur, diamètre,) a été réalisée à l’aide de calculs FDTD (Finite Difference Time Domain). La synthèse des films ZnO par sol gel a été optimisée (concentration des dopants, recuit thermique, hydrogénation, …) afin d’avoir la meilleure transparence optique et la plus faible résistivité. Finalement, des cellules solaires n+- i - p ont été réalisées, assemblant nanostructures et couche ZnO. Des étapes supplémentaires de passivation des défauts de surface et d’interfaces associés aux nanostructures ont été finalement menées.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2013LIL10160
Type de ressource : Thèse

Fiche descriptive