Thèse : Composant diffractif numérique multispectral pour concentration multifonctionnelle pour dispositifs photovoltaïques de troisième génération

Soutenance de thèse en Sciences  pour l’Ingénieur  dans le domaine de la Photonique : Abbas ALBARAZANCHI

Équipe : IPP

Titre : Composant diffractif numérique multispectral pour concentration multifonctionnelle pour dispositifs photovoltaïques de troisième génération

Résumé : Des dispositifs optiques, tels que des concentrateurs optiques, des séparateurs optiques et des dispositifs optiques réalisant simultanément la séparation du spectre et la concentration du faisceau ont été utilisés dans des systèmes de cellules solaires. Récemment, les Eléments Optiques Diffractifs (EOD) font l'objet d'un intérêt soutenu en vue de leur utilisation dans la conception de systèmes optiques appliqués aux cellules photovoltaïques. Cette thèse est consacrée à la conception d'un EOD qui peut réaliser simultanément la séparation du spectre et la concentration du faisceau pour des cellules photovoltaïques de type multijonction latéral ou similaire. Deux EOD différents ont été développés permettant d'implanter les fonctions souhaitées (séparation du spectre et concentration du faisceau) ; il s'agit d'une part d'un composant diffractif intitulé G-Fresnel (Grating and Fresnel lens) qui combine un réseau avec une lentille de Fresnel  et d'autre part d'une lentille hors-axe. Les composants proposés réalisent la séparation du spectre en deux bandes pour une plage visible-proche infrarouge du spectre solaire. Ces deux bandes peuvent être absorbées et converties en énergie électrique par deux cellules photovoltaïques différentes et disposées latéralement par rapport à l'axe du système. Ces dispositifs permettent d'obtenir un faible facteur de concentration et une efficacité de diffraction théorique d'environ 70 % pour les deux bandes séparées. Grâce à une distance de focalisation faible, ces composants peuvent être intégrés dans des systèmes compacts de cellules solaires. La validation expérimentale du prototype fabriqué montre une bonne correspondance entre les performances expérimentales et le modèle théorique.

Cette thèse a été dirigée par Patrick Meyrueis (Université de Strasbourg) et co-encadrée par Philippe Gérard (Université de Strasbourg) et Pierre Ambs (Université de Haute Alsace).

La présentation aura lieu le lundi 21 septembre 2015 à 14h00 dans l'amphithéâtre A207 du pôle API à Illkirch.