Etude De Cellules Thermo-photovoltaiques Solaires À Base De Semi-cnducteur I-vi À Petit Gap Cdte/ Cds / Cdse /cdznse / Cdznte.
Résumé: Dans ce travail, nous procédons à une étude de conception, de simulation et d'optimisation de cellules thermo-photovoltaïques solaires formées par des nanostructures à puits quantiques à base des matériaux semi-conducteurs II-VI de la famille du Cadmium et du Zinc: CdTe/CdS/CdSe/ CdZnSe/CdZnTe. Notre étude montre que la meilleure structure est une nanostructure N-I-P de type CdS (type n) /CdZnTe/CdTe/CdZnTe/CdTe (type p) où la zone active centrale consiste en une nanostructure puits double barrière (PDB). Nous montrons que cette structure permet d'améliorer considérablement les performances de la cellule photovoltaïque classique CdS/ CdTe via 3 effets : 1. L'effet du confinement quantique, 2. L'effet ferroélectrique de la structure PDB CdZnTe/CdTe/CdZnTe et, enfin, 3. L'effet pyro-électrique. Tous ces effets physiques se combinent pour donner des propriétés optoélectroniques et thermiques très intéressantes qui en font une cellule thermophotovoltaïque très efficace dont le rendement théorique est nettement supérieur aux cellules photovoltaïques classiques CdS/CdTe. Au chapitre I, nous présentons le principe physique de fonctionnement des cellules photovoltaïques et des cellules thermo-voltaïques, afin d'étudie la possibilité de combiner entre les deux types des cellules. Au chapitre II, nous étudions les propriétés des alliages ternaires de cadmiums et de zinc CdZnS, CdZnSe, CdZnTe dans toutes les gammes de compositions d'alliage et les propriétés des hétérostructures quantifiées associées CdS/CdZnTe, CdSe/ CdZnTe et CdTe/CdZnTe. Au chapitre III, nous étudions les propriétés électroniques, états de confinement et de dispersion pour la l'hétérostructure CdTe/Cd1-xZnxTe pour x=0.344 sans et avec contrainte, Effets de polarisation, Effets de ferroélectricité et enfin les effets de pyroélectricité. Au chapitre IV, nous terminerons par la simulation et l'optimisation de cellules thermophotovoltaïques solaires formées par des nanostructures à puits quantiques CdTe/CdZnTe.
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