Etude d'une photopile bifaciale au silicium en régime statique sous éclairement multispectral

Depuis l’existence de l’homme le soleil et son énergie ont été au centre de ses préoccupations Cette attitude s’est renforcée après la crise du pétrole de 1973 qui a touché les pays industrialisés. Cette crise a o bligé les scientifiques à r éfléchir sur le danger qui guette l’humanité si on ne trouve pas une énergie qui peut se substituer aux énergies fossiles épuisables. Ainsi l’énergie solaire inépuisable et disponible en grande quantité donne une solution satisfaisante pour ce problème.

La conversion photovoltaïque découverte par le physicien français A. BECQUEREL (1839) reste encore le seul moyen efficace de convertir directement la lumière en énergie électrique. L’élément de base de cette transformation est la cellule photovoltaïque ou cellule solaire ou encore photopile. Cette transformation fait appel aux propriétés des semi –conducteurs utilisés dans l’industrie électronique, notamment quand ils sont dopés en jonction p-n Quand une cellule solaire est exposée à un éclairement, il se produit une génération de paires électron-trou. L’existence du c hamp électrique qui résulte de la mise en contact de deux matériaux dopés différemment à la jonction permet de séparer ces charges électriques de signes contraires (positives et négatives) et d’obtenir un courant.

Ces porteurs photogénérés « succombent » à différents processus de recombinaison lors de leur diffusion au sein de la photopile ; ces phénomènes de recombinaison réduisent la collecte des porteurs de charge et par conséquent le rendement de la cellule solaire. Ainsi, différentes techniques de caractérisation [1-6] ont été mises en œuvre pour évaluer les effets des différentes imperfections (impuretés non contrôlées, dislocations, joints de grain …) sur la photopile, pour un contrôle de qualité, ce qui permet d’améliorer certaines étapes de la fabrication pour conduire à un meilleur rendement de la photopile.

Etude bibliographique

La prévision de ces évolutions a fait et fait toujours l’objet d’une recherche fondamentale et appliquée. Par ailleurs, l’irradiation est un moyen utilisé pour modifier volontairement les matériaux: durcissement des polymères, modifications des propriétés électroniques des semiconducteurs…

Les matériaux inertes subissent également des irradiations dans différents environnements. C’est dans les réacteurs nucléaires que les matériaux subissent les irradiations les plus importantes. Dans un matériau, les irradiations créent des défauts simples (lacune et site interstitiel) ou plus complexes (dislocation) qui modifient leurs propriétés physico-chimiques et mécaniques. La prévision de ces évolutions a fait et fait toujours l’objet d’une recherche fondamentale et appliquée. Par ailleurs, l’irradiation est un moyen utilisé pour modifier volontairement les matériaux: durcissement des polymères, modifications des propriétés électroniques des semiconducteurs…

En environnement radiatif spatial (satellites, sondes spatiales, stations orbitales), les photopiles solaires sont soumis à différents rayonnements ionisants qui interagissent avec elles en y créant des dommages irréversibles ou non. Il est donc de première importance de pouvoir maitriser les différents processus qui conduisent à la dégradation des photopiles solaires dans l’environnement spatial.

L’irradiation désigne également l’action d’exposer (volontairement ou accidentellement) un organisme, une substance, à l’action de rayonnements. Ces radiations, que nos sens ne peuvent pas détecter, perturbent le fonctionnement des cellules vivantes. Les molécules comme l’ADN et les protéines constituant les cellules subissent des dégâts (rupture de liaisons chimiques, modifications de la structure…). Face à cette agression, les systèmes de défense dont disposent toutes les cellules vont tenter de réparer les dommages. Dans la plupart des cas, cette réparation sera efficace . Si les dégâts sont trop importants, l’élimination de la cellule est opérée par des processus de mort cellulaire (par apoptose par exemple). Le danger provient des réparations imparfaites qui peuvent aboutir à des cellules déclenchant un cancer des années après l’irradiation. À très forte dose d’irradiation, les systèmes de défense ne peuvent plus faire face à cette importante mortalité des cellules perturbant les fonctions vitales pouvant aller jusqu’au décès. Le problème des très faibles doses d’irradiation est toujours débattu. Mais il faut savoir que tous les organismes vivants sont soumis depuis toujours aux rayonnements cosmiques et telluriques, les systèmes de réparation des dégâts d’irradiation sont particulièrement efficaces.

Les normes internationales se basent sur le principe que le risque pour la santé est proportionnel à la dose reçue et que toute dose de rayonnement comporte un risque cancèrigène et génétique (CIPR 1990). Bien qu’aucune dose ne soit inoffensive, des seuils sont admis par les normes internationales. L’exposition à la radioactivité artificielle (y compris les essais nucléaires) a induit de nombreux cancers dans le monde. Les données officielles des Nations unies parlent de 1,17 millions de morts depuis 1945. Le Comité Européen sur le Risque de l’Irradiation annonce le chiffre de 61,1 millions de morts.

Par analogie, le terme d’irradiation est également rencontré dans les domaines suivants :
• En anatomie, l’irradiation est une disposition rayonnée des fibres, des vaisseaux.
• En physiologie, l’irradiation est la propagation d’une sensation douloureuse à partir de son point d’origine vers les régions voisines.
• En linguistique, l’irradiation est l’influence exercée par le radical d’un mot sur le sens d’un préfixe ou d’un suffixe.
• L’irradiation désigne un déploiement en rayons à partir d’un centre, ou de façon figurée, la propagation, ou la diffusion par exemple d’un fait ou d’un sentiment, dans toutes les directions.

On utilise l’irradiation (parfois appelée ionisation) pour stériliser divers objets (la plupart dans le secteur médical). Elle est également utilisée dans le secteur agro-alimentaire afin de stériliser les aliments et de les conserver plus longtemps. Ceci est sujet à controverse, car il pourrait y avoir des risques pour la santé.

Par analogie, le terme d’irradiation est également rencontré dans les domaines suivants :
• L’irradiation, dans le domaine de la physique, est une émission de rayons (notamment lumineux) d’une particule; ou une propagation par rayonnement.
• En anatomie, l’irradiation est une disposition rayonnée des fibres, des vaisseaux.
• En physiologie, l’irradiation est la propagation d’une sensation douloureuse à partir de son point d’origine vers les régions voisines.
• En linguistique, l’irradiation est l’influence exercée par le radical d’un mot sur le sens d’un préfixe ou d’un suffixe.
• L’irradiation désigne un déploiement en rayons à partir d’un centre, ou de façon figurée, la propagation, ou la diffusion par exemple d’un fait ou d’un sentiment, dans toutes les directions.

Irradiations de matériaux

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Table des matières

I)INTRODUCTION
II) GENERALITES
III) METHODOLOGIE
IV) RESULTATS
V) COMMENTAIRES ET DISCUSSION
VI) CONCLUSION
VII) REFERENCES
ANNEXES
RESUME

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