Etude Comparative Des Performances Des Cellules Solaires À Jonctions Simple Et Multiple.

Résumé: 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.

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