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LUMELEC

De la photodétection au photovoltaïque

ou comment marier l'optique et l'électronique

Vidéo Lumelec

Les dispositifs associant l'optique et l'électronique investissent aujourd'hui des champs d'applications aussi variés que la conversion d'énergie, la domotique, la biologie, la surveillance environnementale,...

Afin de répondre à un besoin croissant de formation dans ce domaine, nous avons proposé la mise en place du projet LUMELEC au sein de l'A.I.M.E. Ce projet collaboratif regroupe cinq établissements toulousains et a pour objectif la réalisation et la caractérisation de photodétecteurs présentant divers stades de sophistication. A travers l'étude de ces dispositifs optoélectroniques élémentaires, nous explorons ainsi quelques voies permettant d'améliorer aussi bien ses performances intrinsèques que les performances d'une association de plusieurs composants de ce type. L'objectif du projet est ainsi d'amener les étudiants, à partir de leurs propres réalisations technologiques, à maîtriser des concepts relatifs à la photodétection pour les mettre en oeuvre dans le cadre d'applications diverses et concrètes.

LUMELEC a obtenu le 1er prix au congres CETSIS 2011 (Colloque sur l'enseignement des technologies et des sciences de l'information et des systèmes) au Canada dans le thème "Energies renouvelables et développement durable"

Objectifs du TP : Cellules Photovoltaïques

Durant ce TP réalisé en salle blanche à l'A.I.M.E. sur 2,5 jours, les étudiants réalisent, assemblent et caractérisent des cellules photovoltaïques.

Dans un premier temps, ils effectuent les diverses opérations de fabrication des cellules photovoltaïques en partant d'un wafer de silicium vierge (photolithographies, gravures chimiques et sèches, oxydations thermiques, dépôts de couches d'oxyde, métallisation...). Le procédé de réalisation se termine par les étapes de découpe, de report sur support PCB et de microsoudure des cellules photovoltaïques afin de préparer les dispositifs à l'étape finale de caractérisation.

Dans un deuxième temps, les cellules sont soumises au banc de caractérisation. Ce banc a pour ambition de démontrer aux étudiants, d'une part, que sans pièce mécanique en mouvement, sans bruit, sans production de polluants, les cellules photovoltaïques qu'ils ont fabriquées convertissent directement l'énergie solaire en électricité sous forme de courant continu et, d'autre part, que l'utilisation de cette énergie nécessite des stratégies et des précautions particulières. L'objet de cette séance de caractérisation est alors de leur faire découvrir les cellules solaires individuelles et leur assemblage en panneaux solaires (modules), ainsi que d'acquérir quelques notions de radiométrie. Pour cela, les expériences installées en salle de caractérisation de l'A.I.M.E. se répartissent en quatre modules et permettent de :

  • Tracer et comprendre les caractéristiques I(V) d'une cellule solaire individuelle.
  • Monter en série et en parallèle des cellules solaires pour la réalisation d'un module.
  • Mettre en évidence les effets d'ombrage.
  • Mettre en place une application permettant d'utiliser l'énergie électrique générée.
Fascicule du process
Vidéo du process

Partenaires du Projet:
Philippe Arguel - Professeur
Université Paul Sabatier
arguel@laas.fr
 
Frédéric Gessinn - Ingénieur de Recherche
Atelier Interuniversitaire de Micro-nano Électronique (AIME)
fgessinn@aime-toulouse.fr
 
Jérémie Grisolia - Maître de Conférences
INSA Toulouse
jeremie.grisolia@insa-toulouse.fr
 
Jérôme Launay - Maître de Conférences
IUT Mesures Physiques
jerome.launay@iut-tlse3.fr
 
Hélène Tap - Professeur
ENSEEIHT
helene.tap@enseeiht.fr