Development of compact micro-CPV modules using advanced packaging technologies based on high-performance solar cells
Notice bibliographique
Résumé
olar energy offers a sustainable solution to current energy and environmental challenges. III-V multi-junctions solar cells represent the photovoltaic technology with the highest effciencies among all solar technologies. Unfortunately, these cells are expensive. To reduce the cost of this technology, a concentrating optic can be placed above the cells, thereby reducing the amount of III-V materials needed. This strategy, known as concentrator photovoltaics (CPV), also increases the conversion efficiency of solar cells. However, CPV faces limitations such as resistive and thermal losses, as well as a lack of compactness, preventing its large-scale deployment. In response to these limitations, the miniaturization of CPV, referred to as micro-CPV, has been developing over the past several years. Reducing the cell size to below one millimeter decreases resistive losses, simplifes thermal management, and increases module compactness. To fully leverage the advantages of this technology, challenges related to micro-fabrication, packaging, and optics must be addressed. This thesis explores these three felds with the following goal : to fabricate a compact microCPV module with lightweight concentrating optics, using high-performance micro-solar cells while minimizing III-V material losses. The reduction in cell size increases the impact of perimeter recombinations, which decreases the open-circuit voltage (Voc) and thus the conversion efficiency. Sub-millimeter cells with low sensitivity to perimeter recombinations and Voc values exceeding those reported in the literature (to our knowledge) have been fabricated. A loss assessment related to non-radiative recombinations for each of the sub-cells (InGaP/InGaAs/Ge) was also conducted. This assessment demonstrated that the InGaP sub-cell is the most afected by perimeter recombinations. Reducing cell size also presents packaging challenges. Wire bonding, traditionally used for CPV, requires large busbars, generating signifcant shading losses for sub-millimeter cells. A new cell connection method has been developed to minimize shading losses. Throughout this thesis work, a lightweight and compact optic has been designed, fabricated, and characterized. This optic was used to create a prototype of a single module approximately 2 cm thick. Outdoor characterizations of this prototype have shown that integration losses in the module are less than 20%.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».