Etude Structural Et Electronique Des Semi-conducteurs Zns Et Zno Pour Des Applications Photovoltaïques.

Résumé: L’énergie photovoltaïque est une source d'énergie renouvelable très intéressante, dans la mesure où elle est abandonnée, présente sur toute la planète et gratuite. Le soleil fournit à la terre l'énergie dont on a besoin durant l’année. L’Agence Internationale de l’Énergie (AIE) a montré qu’une surface de 145 000 km² (soit 4 % de la surface des déserts les plus arides) est suffisante pour couvrir la totalité des besoins en électricité de la planète [1]. L’énergie photovoltaïque provient de la conversion de la lumière du soleil en électricité. Cette conversion se produit au sein des matériaux semi-conducteurs, qui ont comme propriété la libération des porteurs de charges (électrons et trous) sous l’influence d’une excitation extérieure. Les semi-conducteurs qui rentrent dans la fabrication des cellules solaires sont l'objet de multiples recherches. Les cellules de première génération à base de matériau constitué d’une plaquette de silicium occupent une place importante. La méthode de production est très couteuse, les recherches se sont orientées vers l’utilisation de la technologie des couches minces. Cette technique joue un rôle considérable dans la réduction du coût de fabrication des cellules. Dans cette génération, la filière la plus courante est à base des chalcogénures. Ces matériaux sont prometteurs à cause de leur grand coefficient d’absorption et leur gap optimal pour la conversion photovoltaïque [2]. Notre travail consiste à comprendre les comportements des propriétés structurales, électroniques des semi-conducteurs ZnO et ZnS. On propose de nouvelles structures de cellules solaires à base de CIGS afin de réduire le cout et améliorer la performance. Ce travail réside dans l’étude des propriétés structurales et électroniques des semi-conducteurs ZnO et ZnS en utilisant le code CASTEP. On vérifie que les propriétés citées ci-dessus sont adéquates pour la réalisation des cellules solaires. La seconde partie est consacrée à la simulation numérique de nouvelle structure de cellules solaires à base de CIGS, en utilisant le simulateur SCAPS-1D. Le but est l’amélioration des caractéristiques électriques telles que le rendement électrique, le facteur de forme, le courant de court-circuit et la tension en circuit ouvert.

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