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Etude des paramètres influençant les performances des cellules solaires sensibilisées par colorant

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par Hichem et Moussaab MAMMAR et BELARBI
Université Abou-Bekr Belkaid Tlemcen  - Licence 2011
  

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Chapitre I

Généralités sur les

cellules solaires

photovoltaïques

1-1 Historique du photovoltaïque:

La découverte de l'effet photovoltaïque remonte à l'année 1839 quand le physicien français Edmond Becquerel observa le changement de la tension d'une électrode en platine sous l'effet de l'illumination avec la lumière, Einstein en expliqua le mécanisme en 1912, mais cela resta une curiosité scientifique de laboratoire. La génération d'une petite quantité d'électricité par l'illumination de certains solides tels que le sélénium fut étudiée par Heinrich Hertz dès les années 1870. Avec des rendements de l'ordre de 1%, le sélénium fut rapidement adopté par des photographes comme luxmètre. De rapides progrès furent obtenus dès les années 1954 par les équipes des Bell Laboratoires aux Etats-Unis qui fabriquèrent la première cellule au silicium cristallin d'un rendement de 4% à partir du procédé de tirage de Czochralski. Ce furent en fait les programmes spatiaux qui donnèrent à cette technologie ses premières applications pratiques. En 1958 le satellite artificiel américain Vanguard emporta un petit générateur solaire pour alimenter sa radio. La première maison avec une installation photovoltaïque voit le jour en 1973 à l?université de Delaware aux Etats-Unis d?Amérique.

En 2001, SHMIDT-MENDE réalisent une cellule solaire auto-assemblée à base de cristaux liquides de hexabenzocoronene et pérylène. L?entreprise Fujikura (fabriquant de composés électroniques) est parvenue à faire fonctionner une cellule photovoltaïque organique de type DSSC (Dye-Sensilized Solar Cell ou cellule Gratzeal) en continu à une température de 85C° et à taux d'humidité de 85% pendant 1000 heures. Durant ces dernières années le marché du P.V s?est considérablement développé avec l?amélioration du rendement de conversion et la réduction des couts de production due à la substitution du Si par des matériaux organiques.

1-2 Définition d'une cellule photovoltaïque:

Le mot photovoltaïque est composé du terme photo, qui signifie lumière et de voltaïque dont l?origine est le nom du découvreur de la pile électrique Volta. Une cellule photovoltaïque est un composant électronique qui exposé à la lumière (photons) génère une tension électrique (volt) donc basée sur l?effet photovoltaïque qui se définit par la transformation directe d?une énergie électromagnétique (rayonnement)

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en énergie électrique de type continu directement utilisable. Le courant obtenu est un
courant continu et la tension obtenue est de l?ordre de 0.5 V. Les cellules
photovoltaïques sont constituées de semi-conducteurs à base de silicium (Si), de

sulfure de cadmium (CdS), ou d?autres oxydes tels le dioxyde de titane (TiO2) etl?oxyde de zinc (ZnO) ; elles se présentent sous la forme de deux fines plaques en

contact étroit ; ce semi-conducteur est pris en sandwich entre deux électrodes métallique et le tout est protégé par une vitre.

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