Amélioration des performances des cellules solaires à base de CZTS avec une couche ZnS comme couche tampon en comparaison avec la couche CdS

Abstract

Dans ce travail, nous avons réalisé deux cellules photovoltaïques en couche mince avec la variation de la couche tampon dans la structure réalisée FTO/CdS, (ZnS)/CZTS/Au, dans le but d'améliorer le rendement de la cellule. Les films de ZnO, ZnS et CZTS ont été déposés par la technique de spray pyrolyse, tandis que le film CdS a été déposé par bain chimique. Tous les couches sont analysées par diverses techniques de caractérisation comme le DRX, le microscope électronique à balayage, le spectrophotomètre UV-Visible et l’effet Hall. La caractéristique I-V d'hétérostructure CZTS/CdS et CZTS/ZnS réalisées à partir des couches élaborées selon les conditions expérimentales étudiées, montre que le rendement des cellules CZTS/CdS et CZTS/ZnS sont de 0,7 % et 0,3 % respectivement. La performance globale d'une cellule solaire dépend d'un équilibre délicat entre les caractéristiques de ses constituants. La cellule de CZTS/CdS offre un meilleur rendement de conversion, mais sa toxicité est un inconvénient majeur. Tandis que, le rendement de conversion actuellement inférieur de la cellule CZTS/ZnS s'affirme comme un choix prometteur pour les cellules solaires en couche mince ==================================================================================================== In this work, we have realized two photovoltaic cells of thin films with the variation of buffer layer in the structure realized FTO/CdS, (ZnS)/CZTS/Au, in order to improve the cell efficiency. Films of ZnO, ZnS and CZTS were deposited by spray pyrolysis technique, while the CdS film was elaborated by chemical bath deposition. All layers are analyzed by various technics characterization such as XRD, scanning electron microscopy, UV-Visible spectrophotometer and Hall effect. The I-V characteristic of the CZTS/CdS and CZTS/ZnS heterostructure made from layers elaborated according to the studied experimental conditions, shows that the efficiency of CZTS/CdS and CZTS/ZnS cells are 0.7% and 0.3%, respectively. The overall performance of a solar cell depends on a delicate balance between the characteristics of its constituents. The CZTS/CdS cell offers a better conversion efficiency, but its toxicity is a major drawback. While, the currently lower conversion efficiency of CZTS/ZnS cell is emerging as a promising choice for thin film solar cells.