DRT : Sujet de thèse SL-DRT-17-0676 - instn

DRT : Sujet de thèse SL-DRT-17-0676
DOMAINE DE RECHERCHE
Energie, thermique, combustion, écoulements / Sciences pour l'ingénieur
INTITULÉ DU SUJET
CTMOD : Cell To Module Modelling
RÉSUMÉ DU SUJET
L’optimisation des performances des modules photovoltaïques (PV) repose aujourd’hui sur l’amélioration du rendement des cellules
d’une part, et du coefficient « Cell to Module » (CTM) d’autre part, qui définit les gains et pertes par intégration des cellules en modules.
Des acteurs internationaux disposent d’ores et déjà d’un outil d’analyse du CTM qui se limite au niveau intégration en module,
indépendamment des autres éléments de la chaîne de valeur (en amont : les cellules ; en aval : le module intégré dans un environnement
extérieur de type champ PV).
Le sujet de thèse a pour objectif de développer un outil multi-physique fiable et performant de simulation couplé à des métrologies, pour i)
définir précisément les paramètres impactant les performances des modules, ii) comprendre et prédire les pertes/gains engendrés par la
mise en module des cellules, et iii) optimiser conjointement l’architecture des cellules et des modules, pour améliorer les performances
des modules pour des applications en champs PV mono-faces et bifaces.
Dans un premier temps, les travaux de recherche seront consacrés à l’étude optique et électrique des matériaux et composants
photovoltaïques, avant et après leur mise en module. Dans un second temps, les paramètres du modèle et les métrologies à mettre en
œuvre seront définies. Enfin l’outil de modélisation et les bancs de métrologies seront développés, puis validés expérimentalement sur
des modules prototypes de différentes technologies.
Les travaux bénéficieront de l’environnement unique du département des technologies solaires (DTS) du CEA-LITEN qui couvre
l’intégralité de la chaine de valeur du PV. De plus cette approche intégrale du CTM est envisageable grâce à un socle d’expertise mis en
place à travers des activités de recherche menées depuis 2010, constitué des éléments originaux suivants :
- la brique de simulation Gridsol qui permet de comprendre et d’optimiser le dessin de la grille de métallisation cellule et l’architecture
d’interconnexion module ;
- la méthode de métrologie biface à deux miroirs pour la mesure I-V en laboratoire de modules bifaces ;
- le banc de mesure extérieur I-V des modules mono-faces et bifaces de la plateforme extérieure installé en 2016 à l’INES.
FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ
Ingénieur en Optique, Photonique et Instrumentation
INFORMATIONS PRATIQUES
Département des Technologies Solaires (LITEN)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
Institut national des sciences et techniques nucléaires
www­instn.cea.fr
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Service Modules photovoltaïques
Modules Photovoltaïques
Centre : Grenoble
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/12/2017
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT
Maryline JOANNY
CEA
DRT/DTS/SMPV/LMPV
50 rue Lac Léman
73-375 Le Bourget du Lac
Téléphone : +33 4 79 79 23 17
Email : [email protected]
UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Saint-Etienne
Sciences, Ingénierie, Santé (EDSIS)
EN SAVOIR PLUS
http://www.cea-tech.fr/cea-tech
http://www.ines-solaire.org/
DIRECTEUR DE THÈSE
Raphael CLERC
Institut d'optique
Laboratoire Hubert Curien UMR 5516
Site Rhône ALpes de l'Institut d'Optique
18 rue Benoit Lauras
42000 St Etienne
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
Institut national des sciences et techniques nucléaires
www­instn.cea.fr
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