Etude de l’amélioration des propriétés de matériaux semi-conducteurs ‎ ‎ pour des applications comme cellules photovoltaïques

Abstract

Les performances d'une cellule solaire dépendent des propriétés des matériaux qui les composent. Nos travaux sont ‎basés sur la simulation des performances de deux cellules solaires en couche mince : l’une à simple jonction à base ‎de silicium amorphe hydrogéné (a-Si: H) et l’autre à hétérojonctions (CdS/CdTe). Comme outil de calcul, nous ‎avons utilisé le code AMPS-1D, développé par le professeur Fonash. ‎ Les résultats de simulation, pour la cellule de silicium amorphe ont montré que, pour la couche active, la meilleure ‎valeur de l'épaisseur de 300 nm-600nm. En plus, nos résultats de simulation ont montré que les meilleures valeurs de ‎la densité des états (DOS), qui conduisent à des paramètres de sortie de la cellule sont compris entre 5.1015cm-3 et ‎‎1016cm-3. Et l’énergie de gap est Eg(i)=1.82eV et le rendement η =12.655% pour un epaisseur de la couche ‎absorbante E=600nm.‎ En suite nous avons étudié la cellule à hétérojonction (CdS/CdTe). La simulation, a montré que, la meilleure valeur ‎de l'épaisseur pour la couche absorbante (CdTe) est de 1000nm et pour la couche tambon (CdS) est entre 20 et ‎‎60nm, et le rendement est: η =25.028%.‎ En fin , on conclus que la cellule solaire p-i-n à base de silicium amorphe absorbe les courtes longueurs d’onde du ‎visible (400nm à 700nm) alors que la cellule (CdTe) absorbe un plus large spectre qui s’étend jusqu’aux grandes ‎longueurs d’onde du rouge et proche de l’infrarouge (300nm à 840nm). ‎