Etude comparative des performances des cellules solaires à jonctions simple et multiple.
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Date
2015-07-08
Authors
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Publisher
Université Mouloud Mammeri
Abstract
Au cours de ce travail, nous avons effectué une étude comparative entre les performances de différentes structures de cellules solaires avec jonctions simple et multiple. Les cellules solaires à multijonctions à base de semiconducteurs III-V offrent les meilleurs rendements de conversion (41.6 %) mais cette technologie est très coûteuse. Dans la technologie silicium, les cellules solaires à homojonction peuvent atteindre un rendement maximum de 25% (proche de la limite théorique de 29%) mais avec un procédé issu de la microélectronique, qui est loin d’être industrialisable à cause de son coût très élevé.
Parmi les cellules solaires à base de silicium, les hétérojonctions a-Si :H/c-Si montrent un fort potentiel d’amélioration du rendement de conversion et la réduction des coûts de fabrication. Selon nos résultats de simulation utilisant le logiciel AFORS-HET, les cellules solaires à double hétérojonction présentent les meilleures performances photovoltaïques avec un rendement maximal de 19%, comparativement aux cellules à simple hétérojonction ayant un rendement de 14.7%. Le rendement des cellules solaires à double hétérojonction est amélioré après l’insertion d’une couche amorphe intrinsèque a-Si : H(i) sur les faces avant et arrière, donnant ainsi lieu à la structure HIT. Nous avons obtenu, par simulation des cellules HIT, un rendement de 23.69%, qui est proche du rendement expérimental de 23.7% atteint par la société japonaise Sanyo sur ce type de cellules.
Nous pouvons déduire, qu’il est possible d’améliorer encore le rendement de conversion des cellules HIT à 25% en misant sur les paramètres optimaux à savoir : un émetteur ayant un gap de 1,75 eV et une épaisseur de 5 nm dopé à 7,89.1019cm-3, une épaisseur du substrat de 250µm dopé à 2.1015cm-3 et une épaisseur de la couche intrinsèque (i) de 5nm.
Description
81 f. ill. + cd
Keywords
Cellule solaire, AFORS-HET, Simple jonction, Multijonctions, Silicium
Citation
Option : Microélectronique