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Pr. Bernard Drevillon +1 enseignant de plus

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Physics of silicon solar cells

École polytechnique

À propos de ce cours

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The first MOOC “Photovoltaic solar energy” is a general presentation of the solar photovoltaics technologies in the global energetic context, without extensive details. In particular the description of the solar cell operation is restricted to the ideal case 
In contrast this second MOOC allows a deep understanding of the properties of solar cells based on crystalline semiconductors. It consists in a general presentation of the physics of the photovoltaics devices with a particular emphasize on the silicon technology that currently represents more than 90% share of the market. Photovoltaic applications of III-V semiconductors are also mentioned. 
Indeed from a fundamental point of view, a solar cell can be considered as a semiconductor device (a diode) exposed to the sunlight. An introduction to the semiconductor physics is given, followed by the electron transport phenomena in a diode device. A detailed description of the solar cell operation is then provided, including the conversion efficiency limitations. A description of the solar spectrum and the optical properties of the cells are also presented. Finally the crystalline silicon technology is described from the bulk crystalline growth up to the preparation of heterojunctions combining crystalline and amorphous materials.

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Approx. 13 heures pour terminer

Anglais

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Enseignants

Évaluation de l'enseignant

4.07/5 (14 notes)

Pr. Bernard Drevillon

Professor at Ecole polytechnique

Former Director of the Thin Film Laboratory at Ecole polytechnique (LPICM)

21,943 étudiants

3 cours

Erik Johnson

CNRS Researcher

Laboratoire de Physique des Interfaces et des Couches Minces (LPICM)

22,227 étudiants

4 cours

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École polytechnique

École polytechnique combines research, teaching and innovation at the highest scientific and technological level worldwide to meet the challenges of the 21st century. At the forefront of French engineering schools for more than 200 years, its education promotes a culture of multidisciplinary scientific excellence, open in a strong humanist tradition.\n

Programme du cours : ce que vous apprendrez dans ce cours

Semaine

Semaine 1

3 heures pour terminer

INTRODUCTION TO SEMICONDUCTOR PHYSICS

Introduction to semiconductor physics : band structure of crystalline semiconducors, optical absorption and doping.

3 heures pour terminer

11 vidéos (Total 75 min)

11 vidéos

1. Introduction7 min

2. Band structure6 min

3. Band structure (cont.)7 min

4. Optical absorption9 min

5. Intrinsic semiconductors8 min

6. Semiconductor doping7 min

7. Carrier densities at thermal equilibrium9 min

Worked Problem - Carrier Densities at Equilibrium5 min

Appendix 15 min

Appendix 23 min

Appendix 33 min

3 exercices pour s'entraîner

Band Structure30 min

Doping30 min

Test: Semiconductor Physics20 min

Semaine

Semaine 2

2 heures pour terminer

TRANSPORT PHENOMENA : THE p-n JUNCTION

Transport phenomena in semiconductors : carrier injection by light and recombination; the equilibrium and non-equilibrium p-n junction; the photovoltaic effect

2 heures pour terminer

9 vidéos (Total 70 min)

Semaine

Semaine 3

1 heure pour terminer

ASYMMETRICAL DEVICES

Metal-semiconductor contacts and semiconductor surface; Heterojunctions

1 heure pour terminer

5 vidéos (Total 38 min)

Semaine

Semaine 4

3 heures pour terminer

SOLAR CELL OPERATION

Solar Spectrum; solar cell Fundamentals; limitations of conversion efficiency; solar modules

3 heures pour terminer

10 vidéos (Total 68 min)

10 vidéos

1. Solar radiation7 min

2. Solar spectrum8 min

Worked Problem - Total Irradiance7 min

3. Solar cell fundamentals8 min

Worked Problem - The I-V Characteristic5 min

4. Multi-junctions - Conversion efficiency limitations7 min

5. Solar cell optics10 min

Worked Problem - Solar Cell under Concentration5 min

6. From cell to module4 min

Appendix 12 min

3 exercices pour s'entraîner

Solar Spectrum30 min

Conversion Efficiency30 min

Solar Cell Optics30 min

Avis

4.3

17 avis

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Meilleurs avis pour PHYSICS OF SILICON SOLAR CELLS

par MS22 mai 2020

Subtitles weren't matching most of the time with the audio.Course was Excellent ,learnt a lot. For Further Doubts in the subject whom can we contact \with ? Please share the details .Thank you

par ST15 oct. 2020

It's a great course for those who technically want to start their career in the Solar energy engineering field.

par VJ10 juil. 2019

Loved it! Very informative. The only downside is Bernard's accent - but you get used to it.

par BC18 juin 2020

Very interesting course to go through, examples were provided clearly and explained well.

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