Study and numerical simulation of (a-Si:H/µc-Si:H) heterojunction solar cells. Etude et simulation numérique des cellules solaires à hétérojonction (a-Si:H/µc-Si:H

Abstract

Le but de ce travail est l'étude des cellules solaires à base du a-Si:H et du µc-Si:H dans des configurations différentes; singulière, et la configuration de cellule tandem micromorph à deux terminales (2T) et quatre terminales (4T) respectivement. En utilisant la simulation par Silvaco TCAD, nous avons extrait les paramètres externes des cellules solaires étudiées comme; la caractéristique densité de courant-tension (J-V) , la densité de courant au court-circuit Jsc, la tension au circuit ouvert Voc et le rendement de la conversion η, et nous avons essayé de comprendre et expliquer le comportement photo-électrique de ces cellules solaires, en analysant les profils des paramètres internes comme: le champ électrique, la densité des porteurs de charge, et les taux de recombinaison. Ceci a été utilisé pour optimiser la cellule solaire dans les configurations singulière et tandem, sous l‘effet de plusieurs paramètres tel que la photodégradation, l'épaisseur de la couche intrinsèque (i) et les mobilités des porteurs de charge, en tenant compte des résultats expérimentaux d'autres recherches. Les meilleurs rendements  obtenus sont 9.07% à l'état initial (réduit à 7.66% à l'état dégradé) pour la cellule a-Si:H singulière, 9.06% pour la cellule de µcSi:H singulière, 12.01% à l'état initial (réduit à 10.40% à l'état dégradé) pour la cellule micromorphe tandem à 2T, et 12.27% à l'état initial (réduit à 11.39% à l'état dégradé) pour la cellule micromorphe tandem à 4T