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    Etude des premiers principes des propriétés des anti-pérovskites AIICNi3 et AIIICNi3
    (2016-07-04) Saadaoui Fatiha; Encadreur: DRISS KHODJA Mohammed; Co-Encadreur: KADOUN Abd-Ed-Daïm
    Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé Nous avons effectué des calculs ab-initio des propriétés structurales, élastiques, électroniques et thermodynamiques des anti-pérovskites AIIICNi3 (AIII = Al, Ga, In), en comparaison avec les composés AIICNi3 (AII = Zn, Cd). Nos calculs ont été fait dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), en utilisant la méthode des ondes planes linéairement augmentées avec potentiel complet (FP-LAPW), combinée avec le modèle quasi-harmonique de Debye pour l’étude des propriétés thermodynamiques.Nous avons traité le potentiel d’échange et de corrélation avec les fonctionnelles LDA, GGA-PBE et GGA-PBEsol. Nous donnons dans cette étude un certain nombre de premières prédictions, notamment en ce qui concerne : les paramètres élastiques de AlCNi3 et GaCNi3 ; certains paramètres élastiques polycristallins de InCNi3,ZnCNi3 et CdCNi3 ; les vitesses acoustiques longitudinale, transversale et moyenne dans AlCNi3, GaCNi3 et InCNi3 ; le paramètre de Grüneisen, le coefficient de dilatation thermique, la chaleur spécifique à pression constante, la chaleur spécifique à volume constant, le module de compression isotherme et le module de compression adiabatique, dans les conditions ambiantes, de AlCNi3, GaCNi3et InCNi3. Les matériaux ACNi3 sont mécaniquement stables, élastiquement anisotropes, métalliques, ductiles et loin de la frontière de la fragilité. Les états en haut de la bande valence et en bas de la bande de conduction sont dus majoritairement aux états étendus Ni 3d, mélangés avec des états C 2p. Une singularité de van Hove, résultant principalement d’états Ni 3d, apparaît sous le niveau de Fermi. Les états des atomes A jouent un rôle mineur dans les propriétés électroniques et, par conséquent, dans la liaison chimique des matériaux ACNi3. La liaison chimique dans ces matériaux présente un caractère mixte : métallique, covalente et ionique. Mots-clés : anti-pérovskites AII,IIICNi3, DFT, FP-LAPW, propriétés structurales, constantes élastiques, densité d’états, propriétés thermodynamiques Abstract We performed ab initio calculations of structural, elastic, electronic, and thermodynamic properties of AIIICNi3 (AIII = Al, Ga, In)antiperovskites, in comparison withAIICNi3(AII = Zn, Cd) compounds. Our calculations were done in the framework of the density functional theory (DFT), using the full potential-linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method, combined with the quasi-harmonic Debye model whenstudying the thermodynamic properties. We treated the exchange-correlation potential with LDA, GGA-PBE, and GGA-PBEsolfunctionals. We give in this study a number of first predictions, especially as regards: the elastic parameters of AlCNi3 and GaCNi3; some elastic parameters of polycrystalline InCNi3, ZnCNi3, and CdCNi3; the longitudinal, transverse, and average acoustic velocities in AlCNi3, GaCNi3, and InCNi3; the Grüneisen parameter, the thermal expansion coefficient, the specific heat at constant pressure, the specific heat at constant volume, the isothermal bulk modulus,and the adiabatic bulk modulus,under ambient conditions, of AlCNi3, GaCNi3, and InCNi3. ACNi3 materials are mechanically stable, elastically anisotropic, metallic, ductile,and far from the boarder of the brittleness. The states at the top of the valence band and the bottom of the conduction band are due mainly to extended Ni 3dstates, mixed with C 2p states. A van Hove singularity, resulting mainly from Ni 3d states, appears below the Fermi level. The states of A atoms play a minor role in the electronic properties and, therefore, in the chemical bonding of ACNi3 materials. The chemical bonding in these materials presents a mixed character: metallic, covalent, and ionic. Keywords: AII,IIICNi3antiperovskites; DFT; FP-LAPW; structural properties; elastic constants;density of states; thermodynamic properties
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    « Études des pertes résistives et optiques sur cellules solaires au silicium à substrat de type n »
    (2022-02-03) Zidi Larbi; Encadreur : BEGHDAD Mohammed; Co-Encadreur: KADOUN Abd-Ed-Daïm
    الملخص (بالعربية) في السنوات الأخيرة، شهدنا تطورًا في صناعة الخلايا الكهروضوئية من سيليكون نوع. N تم الحصول على مردود في حدود 22٪ على الخلايا القائمة على سيليكون Cz-Si مع ركيزة من النوع N مخدر بالفوسفور مثلPERT (باعث خامل ، خلية انتشار خلفي كامل) .في هذا العمل، درسنا الخلية الشمسية PERC (باعث خامل ، خلية خلفية)نوعP متبوعة بالخلية الشمسية PERT من نوع N. تتكون مساهمتنا من تحسين معاييرالفيزيائية لخليتين الشمسيين السليكون أحادي البلورية على وجه الخصوص معايير الأساس (العمر، المقاومة ، السمك).لذلك يجب أن نجد أفضل أداء للمخرجات (Jsc-Voc-η- FF) للهيكلين وأخيراً نجري دراسة مقارنة بين أدائهما.يمكن أن يصل مردود التحويل للخلية الشمسية PERC إلى قيمة 21.47٪ باعتبار ركيزة السيليكون البلورية من النوع P مع عمر حامل الشحن الأقلية الذي يبلغ3ms، وسمك الركيزة μm 170ومقاومة منخفضة تبلغ .cmΩ1.مع بنية n-PERT ، تصل الكفاءة القصوى إلى قيمة 22.83٪ للمعايير المُحسَّنة: ms 10 ، μm250 ،Ω.cm1و Ω /□ 90، على التوالي من عمرحاملات الشحن الأقلية ، سمك الركيزة مقاومة القاعدة ومقاومة طبقة الباعث. تمكنا أيضًا من دراسة تأثير هندسة شبكة المعدنة على الوجه الأمامي (عرض، ارتفاع الناقلوعدد القضبان) على الخسائر المقاومة والبصرية وكذلك على تأثير خصائص التيار والجهد، للخلية الشمسية الثانية. (n-PERT) تم تنفيذ هذا العمل باستخدام برنامج المحاكاة الرقمية للخلييا الشمسية ثنائي الأبعاد PC2D وثلاثي الأبعاد PC3D الكلمات المفتاحية :الخلية الشمسية، سيليكون، مردود ، PERC ، PERT، PC2D ، PC3D Résumé (en Français) : Depuis quelques années, on assiste au développement d’une filière de cellules photovoltaïques en silicium de type N. Des rendements de l’ordre de 22% ont été obtenus sur des cellules à base de silicium Cz-Si à substrat de type N dopé au phosphore, telles que PERT (Passivated Emitter, Rear Totally Diffused cell). Dans ce travail, on a étudié la cellule solaire PERC (Passivated Emitter, Rear cell) de type P ensuite la cellule solaire PERT (Passivated Emitter, Rear Totally Diffused cell) de type N. Notre contribution consiste à optimiser les paramètres physiques de deux cellules solaires de silicium monocristallin en particulier les paramètres de la base (durée de vie, résistivité et épaisseur). Aussi doit-on trouver les meilleurs performances de sortie ( Jcc, Vco, η et FF) des deux structures et enfin faire une étude comparative entre leurs performances. Le rendement de conversion pour la cellule solaire PERC peut atteindre une valeur de 21,47% en considérant un substrat de silicium cristallin de type P avec une durée de vie des porteurs minoritaires de l'ordre de , une épaisseur de substrat de et une résistivité de la basse de . Avec la structure n-PERT, le rendement maximal atteint une valeur de 22,83% pour les valeurs optimisées : , , et , respectivement de la durée de vie des porteurs minoritaires, de l'épaisseur de substrat, de la résistivité de la base et de la résistance de couche de l’émetteur. Nous avons également pu étudier l'effet de la géométrie de la grille de métallisation en face avant ( largeur, hauteur du contact et nombre de busbarres ) sur les pertes résistives et optiques ainsi que sur l’influence des caractéristiques courant – tension, pour la seconde cellule solaire (n-PERT). Ces travaux sont effectués en utilisant le logiciel de simulation numérique des cellules solaires à deux dimensions PC2D et à trois dimensions avec PC3D. Les mots clés : Cellules solaires, silicium, rendement, PERC, PERT; PC2D, PC3D. Abstract (en Anglais) : Abstrat In recent years, we have seen the development of an n-type silicon photovoltaic cell industry. Efficiencies of the order of 22% have been obtained on Cz-Si silicon-based cells with an n-type substrate doped with phosphorus, such as PERT (Passivated Emitter, Rear Totally Diffused cell). In this work, we studied the p-type PERC (Passivated Emitter, Rear cell) solar cell followed by the n-type PERT (Passivated Emitter, Rear Totally Diffused cell) solar cell. Our contribution consists of optimizing the physical parameters of two cells solar monocrystalline silicon in particular the parameters of the base (lifetime, resistivity and thickness). We must therefore find the best output performances (Jsc, Voc, η and FF) of the two structures and finally make a comparative study between their performances. The conversion efficiency for the PERC solar cell can reach a value of 21.47% considering a p-type crystalline silicon substrate with a minority carrier lifetime of the order of 3 ms, a substrate thickness of 170 μm and a low resistivity of 1 Ω.cm. With the n-PERT structure, the maximum efficiency reaches a value of 22.83% for the optimized values : 10 ms, 250 μm, 1 Ω.cm and 90 Ω/□, respectively of the lifetime of the carriers minorities, substrate thickness, base resistivity and emitter sheet resistance. We were also able to study the effect of the geometry of the metallization grid on the front face (width, height of the contact and number of busbars) on the resistive and optical losses as well as on the influence of the current - voltage characteristics, for the second solar cell (n-PERT). This work was performed using the two-dimensional PC2D and three-dimensional PC3D solar cell digital simulation software. Keywords : Solar cells, Silicon, Efficiency, PERC, PERT, PC2D, PC3D.