Simulation des structures à base d'un matériau semi-conducteur II-VI pour le photovoltaïque

Abstract

Ce travail porte sur la simulation de deux structures à base de semi-conducteurs pour une application photovoltaïque. Nous avons optimisé d’abord quelques paramètres d’une cellule solaire conventionnelle à base de matériaux II-VI CdS/CdTe à l’aide d’un logiciel de simulation qui est SCAPS-1D. En effet ces paramètres optimaux nous donnent un rendement théorique de 16%. Ensuite, on a étudié une autre structure de cellule solaire SnO2/CdS/Cd1-XZnXTe/CdTe). Au premier moment, on a étudié l’effet de la concentration de zinc sur les différents paramètres de l’alliage CdZnTe épitaxié sur le substrat CdTe. Par voie de conséquence, l’augmentation de la densité de zinc augmente le gap de l’alliage, ce qui n’est pas intéressant pour absorber le maximum du spectre solaire. Cet alliage devient intéressant pour le photovoltaïque pour de faibles concentrations de zinc. Afin d’améliorer l’absorption nous avons ajouté une couche TCO de type SnOz, puis on a complété la structure par une couche fenêtre CdS en vue de réduire les effets négatifs des états d’interface. Le rendement se trouve ainsi sensiblement amélioré. A la fin, on a pu améliorer le rendement de cette structure jusqu’à 22.5%, pour 5% de zinc.