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Session
Cours
Responsable(s) Sylvain G. Cloutier

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Préalables

Programme(s) : 7694
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    ELE312    
             
 

Unités d’agrément

66,7 % 33,3 %
Total d'unités d'agrément : 58,8

Qualités de l’ingénieur

 












Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué

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Descriptif du cours

Au terme de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure :
• d’interpréter les mécanismes de conversion de la lumière en électricité et de transport des charges au sein de matériaux semi-conducteurs;
• d’appliquer ces concepts fondamentaux pour décrire le fonctionnement des jonctions p-n et des modules photovoltaïques;
• d’analyser le fonctionnement des technologies photovoltaïques de base;
• de créer un plan d’intégration des technologies à l’intérieur d’un système solaire photovoltaïque.

Spectre solaire et propriétés de la lumière. Matériaux semi-conducteurs : structures cristallines, bande de conduction et bande de valence, bande interdite, électrons et trous, densité d’état et niveau de Fermi, semi-conducteur intrinsèques, donneurs et accepteurs, charges majoritaires et minoritaires, conductivité et mobilité des porteurs de charge, défauts de surface. Jonctions p-n à l’équilibre. Jonctions abruptes. Zone de charge d’espace. Jonctions p-n hors d’équilibre. Jonctions métalliques. Jonctions Ohmiques. Barrières Schottky. Panneaux solaires : leur conception, fabrication et les méthodes de caractérisation. Systèmes photovoltaïques résidentiels et commerciaux. Systèmes BIPV. Modules et composants des systèmes photovoltaïques. Technologies émergentes et les structures multi-jonctions. Concentrateurs. Effets thermiques. Incitatifs gouvernementaux et fiscaux.

Séances de travaux pratiques consistant à modéliser et simuler le comportement des dispositifs semi-conducteurs utilisés pour fabriquer les modules photovoltaïques de base et concevoir un concentrateur pour un module à hautes-performances. Séances de laboratoire consistant à caractériser les performances d’un module photovoltaïque de base.





Objectifs du cours

À la fin de ce cours, l’étudiant(e) devra être en mesure de :

  • d’interpréter les mécanismes de conversion de la lumière en électricité et de transport des charges au sein de matériaux semi-conducteurs; 
  • d’appliquer ces concepts fondamentaux pour décrire le fonctionnement des jonctions p-n et des modules photovoltaïques;
  • d’analyser le fonctionnement des technologies photovoltaïques de base;
  • de créer un plan d’intégration des technologies à l’intérieur d’un système solaire photovoltaïque; 

Stratégies pédagogiques

Les principaux moyens pédagogiques envisagés sont :

Cours magistraux (un (1) cours par semaine)

Le cours sera composé de séances théoriques de trois heures trente au cours desquelles le professeur expose les concepts importants du cours appuyés par les exemples pratiques. Durant ces périodes, les étudiants sont fortement encouragés à poser des questions.

Séances de laboratoire et exercises (une (1) séance au deux (2) semaines)

L'acquisition des connaissances sera renforcée par les travaux dirigés qui ont une grande importance dans l'assimilation de la matière. Lors de ces séances, le professeur aide les étudiants à poser correctement le problème et résume la méthodologie à suivre pour résoudre des problèmes concrets reliés à la physique et au fonctionnement des dispositifs photovoltaïques.

 

Projets de conception (en dehors des cours)

 

Projets de conception effectués en dehors des heures de cours consistent à modéliser, simuler et mesurer le comportement des dispositifs semi-conducteurs utilisés pour fabriquer les modules photovoltaïques de base.

L’évaluation globale se complète finalement par les examens de contrôle, les devoirs et travaux pratiques.



Utilisation d’appareils électroniques

Calculatrices et ordinateurs.



Coordonnées du personnel enseignant le cours

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