Comprehension des comportements electrique et optique des modules photovoltaiques a haute concentration, et developpement d'outils de caracterisations adaptes
Le travail de these effectue a pour objectif d'amener vers une meilleure comprehension des comportements electrique et optique des modules CPV, dans des conditions environnantes variables. La premiere partie est consacree a l'etude de la performance des modules en conditions reelles de fonctionnement. Quatre technologies de module, toutes equipees de cellules triple jonctions, mais de concentrateurs optiques differents, ont ete testees en exterieur sur des periodes de un mois a deux ans. Les resultats montrent que la sensibilite a la temperature de lentille, la temperature de cellule et au spectre incident varie selon le type d'architecture optique. La sensibilite la plus importante a la temperature de lentille a ete obtenue pour un dispositif sans optique secondaire. Le coefficient en temperature de la tension Voc a ete calcule et varie entre les technologies. Enfin, les variations importantes de facteur de forme avec le spectre incident observees pour une technologie, mettent en evidence la necessite d'etudier les phenomenes de non uniformites d'irradiance sur la cellule. Dans une deuxieme partie, le developpement d'un banc de test en interieur permettant de mesurer les performances electriques et optiques est presente. Ce banc a pour objectif de permettre la reproduction des conditions reelles de fonctionnement des modules de facon controlee en interieur. Un systeme d'imagerie est utilise pour determiner la distribution spatiale et spectrale d'irradiance sur la cellule. Associe a un traceur de courbes IV, il vise a caracteriser les effets de flux non uniformes sur la cellule. Le banc de mesure a pour avantage de decoupler les parametres d'etudes, telles que la temperature de la lentille et la temperature de la cellule, et permet ainsi de decorreler leurs effets respectifs sur l'ensemble optique cellule, ce qui n'est que difficilement possible sur des mesures en exterieur. Le procede de calibration et la validation du dispositif sont detailles dans le manuscrit. Enfin, dans une derniere partie, le banc developpe est utilise pour caracteriser trois differents dispositifs CPV un sans optique secondaire, et deux avec des optiques secondaires differentes. Les impacts de la distance lentille cellule et de la temperature de lentille sur les performances de la cellule sont quantifies optiquement et electriquement. Les resultats montrent comment ces parametres modifient la distribution de densites de courant des sous cellules, et donc le comportement electrique du dispositif. Ils soulignent plus specifiquement comment les non uniformites spectrales et spatiales affectent les performances de la cellule pour les differents concentrateurs. Le dispositif sans optique secondaire montre une sensibilite importante a la temperature de la lentille et la distance optique primaire cellule, qui se traduit par une perte de production d'energie dans des conditions reelles de fonctionnement.