Etudiant : HAOUACHE FATIMA ZAHRAE

Filière : LF SMP - Option Energétique

Encadrant : Pr. CHABRI ILYAS

Annèe : 2026

Résumé : Dans un contexte marqué par la nécessité de développer des solutions énergétiques durables et respectueuses de l’environnement, ce travail a été consacré à l’étude d’une cellule solaire basée sur la double pérovskite sans plomb Cs2AgBiBr6 hydrogénée, depuis l’échelle du matériau jusqu’à celle du système photovoltaïque complet. L’objectif principal était d’évaluer le potentiel de cette technologie comme alternative aux pérovskites conventionnelles contenant du plomb, tout en analysant ses performances dans des conditions de fonctionnement réalistes. Après une étude bibliographique consacrée à l’évolution des technologies photovoltaïques et aux principaux outils de simulation utilisés dans ce domaine, une démarche de modélisation numérique a été mise en œuvre à l’aide du logiciel SCAPS-1D. Une première étape de validation a consisté à reproduire fidèlement des résultats expérimentaux rapportés dans la littérature afin de vérifier la cohérence du modèle adopté et la pertinence des paramètres physiques considérés. L’excellent accord obtenu entre les données simulées et expérimentales a confirmé la fiabilité de l’environnement de simulation utilisé pour la suite de l’étude. L’optimisation de la structure photovoltaïque a ensuite été réalisée à travers l’analyse de paramètres clés influençant le comportement du dispositif, notamment l’épaisseur de la couche absorbante et la densité des défauts. Les résultats obtenus ont permis d’identifier une configuration optimale conduisant à une amélioration significative des performances photovoltaïques. Le dispositif optimisé a atteint un rendement de conversion de 17,74 %, associé à un courant de court-circuit de 23,88 mA/cm², une tension en circuit ouvert de 0,925 V et un facteur de forme de 80,32 %. Ces performances traduisent une collecte efficace des charges photogénérées ainsi qu’une réduction notable des mécanismes de recombinaison au sein de la cellule. Afin d’évaluer la faisabilité de cette technologie dans un contexte d’exploitation réel, les caractéristiques de la cellule optimisée ont été transposées à l’échelle d’un module photovoltaïque puis d’un système complet simulé sous PVsyst. L’analyse effectuée dans les conditions climatiques de la ville de Fès a mis en évidence l’influence des paramètres environnementaux sur le fonctionnement du générateur photovoltaïque. Les simulations ont montré que l’irradiance constitue le principal facteur de production énergétique, tandis que l’élévation de la température demeure la source de dégradation la plus importante des performances électriques. Malgré ces contraintes, le système étudié a présenté une production énergétique annuelle d’environ 1938 kWh ainsi qu’un Performance Ratio moyen de 0,84, témoignant d’une exploitation efficace du potentiel solaire du site. Dans son ensemble, ce travail démontre que la double pérovskite Cs2AgBiBr6 hydrogénée possède des caractéristiques particulièrement prometteuses pour le développement de dispositifs photovoltaïques de nouvelle génération. Les résultats obtenus confirment non seulement la pertinence de cette approche pour la conception de cellules solaires sans plomb à hautes performances, mais soulignent également l’intérêt des outils de simulation numérique pour accélérer le développement et l’évaluation de nouvelles architectures photovoltaïques avant leur mise en œuvre expérimentale. Cette étude constitue ainsi une contribution à la recherche de matériaux photovoltaïques plus sûrs, plus durables et mieux adaptés aux exigences de la transition énergétique actuelle. Dans la continuité de ce travail, plusieurs axes de recherche peuvent être envisagés. L’amélioration des performances pourrait être poursuivie à travers l’ingénierie des interfaces, la passivation avancée des défauts ou encore l’exploration de nouvelles stratégies de dopage. Une validation expérimentale des configurations optimisées constituerait également une étape essentielle pour confirmer les prédictions numériques obtenues. Enfin, des investigations portant sur la stabilité à long terme, l’analyse technico-économique et l’intégration de cette technologie dans des systèmes photovoltaïques de plus grande capacité permettraient d’évaluer plus précisément son potentiel de déploiement à l’échelle industrielle.