Etude et simulation des cellules solaires multi-jonctions à base de matériaux semi-conducteurs III-V.

Abstract

Les nitrures d’éléments III (Ga,B,In,Al)N et leurs alliages ternaires et quaternaires sont devenus au cours des dernières années des semi-conducteurs phare de l’optoélectronique. En particulier, le nitrure d’indium et gallium qui présente un grand intérêt pour le domaine du photovoltaïque depuis une dizaine d’années puisque cet alliage possède un gap d’énergie modulable qui balaye le spectre visible en entier, du proche infrarouge (gap de l’InN = 0, 7eV) à l’ultraviolet (gap du GaN = 3, 4eV) et se pose donc comme un très bon candidat pour la réalisation de cellules photovoltaïques à très haut rendement, notamment les multi-jonction. Dans ce contexte, ce travail est axé sur l’utilisation de l’alliage InGaN pour la modélisation des cellules solaires mono, double et triple jonction et la détermination de leurs performances électriques en prenant en compte les paramètres qui impactent ces dernières. Ces cellules sont donc soumises à de nombreuses simulations numériques à deux dimensions sous illuminations avec le spectre AM1.5G du standard ASTMG173 en utilisant le logiciel SILVACO/ATLAS qui permet de prédire le comportement électrique des dispositifs électroniques afin d’obtenir les meilleures performances. La condition d’adaptation du courant a été égalament étudiée et c’est ainsi que plusieurs paramètres physico-géométriques ont été retenus tels que: le dopage et le dimensionnement des différentes couches de nos structures de cellules solaires