Modelisation Des Structures Photovoltaiques : Aspects Fondamentaux Et Appliques

Résumé: L’électricité photovoltaïque est obtenue par la transformation directe de la lumière du soleil en électricité, au moyen de cellules photovoltaïque. L’objectif de cette thèse est de développer des cellules photovoltaïques à contacts arrières inter digités à base de silicium cristallin. Dans une première partie de ce travail nous étudions le fonctionnement des cellules photovoltaïques à contacts arrières inter digités par la simulation numérique à deux dimensions effectuées sous SILVACO/ATLAS. Nous définissons une cellule de référence avec un ensemble de paramètres physiques et technologiques, afin d’analyser leurs influences sur le rendement de conversion. Ainsi, plusieurs paramètres sont retenus : l’épaisseur du substrat, le dopage des différentes régions, le dimensionnement des régions n+ et p+ de la cellule, l’espacement entre les deux régions, la longueur de diffusion (la durée de vie des porteurs minoritaires), etc… Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence que la structure à contact arrière nécessite l’utilisation d’un substrat de bonne qualité électronique. Aussi, l’optimisation de la géométrie des régions n+ (émetteur) et p+ (BSF) a confirmé que l’utilisation d’un rapport optimal de la largueur des régions n+ sur la largeur des régions p+ sera égal à 10 pour atteindre des rendements de conversion satisfaisants. La simulation numérique a donné un rendement de 16.21%, en utilisant des paramètres raisonnables tenant compte des limites géométriques imposées par la technologie conventionnelle. Dans une seconde partie nous optimisons la face avant de la structure à contacts arrières inter digités en utilisant une double couche antireflet. Cette dernière est constituée de deux couches déposées successivement sur le substrat, ( SiN et SiO2) ; ceci permet d’améliorer la passivation et la réflectivité de la face avant en diminuant la vitesse de recombinaison.

Publié dans la revue: