Etude et simulation d'une structure à base de GaAsNBi pour photovoltaique

Abstract

L’énergie du spectre solaire s’étend de 0.5 eV à 3.5 eV, un spectre trop large pour être exploité par un seul semi-conducteur, l’idée donc est d’utiliser une cellule composée de quatre semi-conducteurs à gap décroissants afin d’absorber le maximum du spectre solaire. Récemment, beaucoup d'efforts ont été consacrés à explorer des alliages non conventionnelles pour les cellules solaires a haute rendement. Ces alliages sont généralement obtenus par l’incorporation des éléments très légers ou des éléments très lourds, considérés comme des accepteurs isoélectroniques ou donateurs, dans un binaire traditionnel. Parmi ces alliages la structure GaAsNBi/GaAs a retenu notre attention tout au long de ce mémoire. Ce travail porte sur la modélisation et la simulation de la structure GaAsNBi/GaAs pour une application photovoltaïque. En effet l’incorporation d’une faible composition d’Azote et de Bismuth provoque l’éclatement de la bande de conduction en deux sous bandes et la bande de valence en six sous bandes respectivement. Sous l’effet de cet éclatement il y a réduction de la bande interdite ce qui est très intéressant pour l’augmentation de l’absorption. L’étude comprend des graphes donnant les variations des différents facteurs influant sur le rendement de conversion en fonction de la concentration d’Azote et de Bismuth.