Etude et analyse numérique des cellules solaires multi-jonctions à base des matériaux (III-V) avec Atlas Silvaco.

Abstract

Le travail présenté dans ce mémoire s'est inscrit dans le contexte actuel des recherches visant l`amélioration des performances des cellules solaires et la compréhension des sciences fondamentales des matériaux. Notre stratégie présentée dans ce mémoire consiste ? la modélisation, l`implantation et la validation du modèle numérique d`une cellule tandem GaInP/GaAs construit dans l'environnement Silvaco et qui met l'accent sur l'utilisation des paramètres fondamentaux des matériaux binaire GaAs, ternaires Al x Ga (1?x) As et Ga (1?x) In x P et quaternaires Al x Ga (1?x?y) In y P. Une méthodologie de simulation est utilisée qui consiste en premier lieu à l'étude de la cellule solaire d'une seule jonction à base des absorbeurs (GaInP), et (GaAs) séparément, en vue d'optimiser par simulation leur caractéristiques physiques et géométriques des différentes couches constituants chaque cellule. En deuxième lieu, les paramètres optimisés de chaque cellule seront pris en compte pour l`optimisation de la cellule DJ. Pour cela, on a analysé l'influence de divers paramètres en particulier les paramètres de la base, de l`émetteur, et de la surface arrière (BSF), ainsi que l`épaisseur et le dopage de la jonction tunnel de la DJ utilisant Silvaco Atlas. Les résultats de simulation présentés dans ce mémoire nous a permis de mieux cerner les contours les performances des cellules solaires (simple, double jonction, multi-jonctions) et de comprendre la nécessité de leurs optimisations. Ceux-ci par l`exploitation des caractéristiques électrique et optiques J-V, P-V qui nous ont induit ? l`extraction des paramètres photovoltaïques (Jsc, V oc , P max , FF, ?, EQE) de nos cellules.