Etude et simulation d’une cellule solaire double jonction cascade à base de couches minces CZTS-CZTSe

Abstract

Les cellules photovoltaïques sont des composants de conversion de l’énergie lumineuse en énergie électrique. Elles sont fabriquées par les semi-conducteurs. Parmi les semi-conducteurs les plus prometteurs pour améliorer les performances des cellules photovoltaïques en couches minces on trouve le kestérite Cu2ZnSnS4 (CZTS) composé avec des éléments abondants et non toxiques. En plus d’un gap direct, le CZTS et ses atouts, représente un excellent candidat pour remplacer les autres matériaux des éléments chalcogènes comme le CIGS et le CdTe utilisés dans les photopiles en couches minces. Dans ce travail nous avons étudié et simulé une cellule solaire double jonction à base de couches minces CZTS-CZTSe et ses caractéristiques en utilisant le logiciel COMSOL. Les résultats de simulation ont clairement montré que l’épaisseur et le gap des couches absorbantes de la cellule supérieure CZTS et inférieure CZTSe jouent un rôle très important dans les performances de la cellule solaire. Un rendement de conversion optimal de 27,5 % a été obtenu pour une épaisseur de l’ordre 2,5m de la cellule supérieure et 4m de la cellule inferieure