elaboration, caracterisation et étude des performances des cellules solaires à colorant

Abstract

Le travail présenté dans ce manuscrit traite les paramètres influençant les performances des cellules solaires à colorant. Dans un premier temps, l’effet de la température et l’épaisseur d’électrode sur les performances des cellules solaires à colorant ont été étudiés, en utilisant un modèle de diffusion d’électrons dans un film mince à semi-conducteur poreux (TiO2). La température n’affecte pas la densité du photocourant, aussi elle est proportionnelle par rapport au rendement suite aux résultats constatables. Certes, le rendement et la densité du photocourant augmentent concomitamment avec l’augmentation de l’épaisseur d’électrode, mais ils commencent à diminuer à partir de certaines valeurs de l’épaisseur. Dans un deuxième temps, les nanoparticules de dioxyde de titane ont été synthétisées par la méthode pyrolyse de flamme et la méthode sol-gel hydrothermale pour déterminer l’effet de la synthèse sur les performances photovoltaïques des cellules solaires à colorant. Les nanoparticules ont été caractérisées par la diffraction des rayons X et la microscopie électronique à balayage. Les nanoparticules synthétisées par la technique pyrolyse de flamme présentent une agglomération et des tailles plus grandes par rapport à celles synthétisées par le sol gel hydrothermale. De multiples cellules solaires ont été réalisées à base de ces nanoparticules, en utilisant le colorant commercial N719 et les contre-électrodes du platine. Après notre analyse des différentes caractéristiques de ces cellules ; nous avons constaté que la densité de courant de court-circuit, le facteur de forme et le rendement de conversion des cellules à base des nanoparticules produites par sol gel hydrothermale sont supérieurs à celles réalisées à base de pyrolyse de flamme. Cette amélioration est due à l’agrégation et à la taille des particules selon les analyses faites aux MEB et la diffraction DRX. Les rendements maximaux pour les deux séries des cellules élaborées dans les conditions standard sont h : 2,44%, h : 3,94%, respectivement pour les méthodes pyrolyse de flamme et sol-gel hydrothermale.