Modélisation d'une cellule solaire de structure PIN à base de polysilicium, sous l'effet de la passivation frontale et arrière

Abstract

L'objectif de ce travail était d'étudier la cellule solaire de structure PIN à base de silicium polycristallin afin d'optimiser les caractéristiques physiques et géométriques. En plus, le principe de l'amélioration de la cellule photovoltaïque au moyen de couches de passivation arrières et frontales a été présenté. Nous avons établi un modèle partant de l'équation de continuité et l'équation de poisson, nous avons abouti aux expressions des densités de courant. Et ceci, en calculant la concentration des porteurs minoritaires en profondeur. Pour cela nous avons appliqué la méthode de Taylor pour la discrétisation unidimensionnelle. Nous avons remarqué une nette amélioration de la caractéristique I(V) avec l'introduction d'une couche arrière de passivation. En effet la réflectivité interne élevée est avantageuse pour la cellule car elle prolonge le trajet des photons dans la couche intrinsèque. Nous avons optimisé une meilleure couche de passivation arrière. L'effet de la passivation frontale par une couche mince de SiO2 et par le nitrure de silicium SiNxa été étudié, le rendement de conversion a pu atteindre 26.53% pour une couche de silicium nitrure déposée avec un haut rapport des débits gazeux (R= [NH3] / [SiH4]). La simulation a montré que la couche intrinsèque doit être aussi large que possible et la couche émettrice doit être mince. Mots clés : Structure PIN, silicium polycristallin, passivation arrière, passivation frontale.