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Theoretical Comparative Study of Internal Quantum Efficiency of Thin Films Solar Cells Based on CuInSe2 : p+/p/n/n+, p/n/n+, p+/p/n and p/n Models

Analyse : Dans cet article nous proposons de faire l’étude des performances de cellules solaires en couches minces à base de CuInSe2. Des modèles jusqu’à 4 couches sont étudiés de types : p/n ; p+/p/n ; p/n/n+; p+/p/n/n+. L’objectif de ce travail vise à étudier les performances d’une homojonction à base de CuInse2 déposée sur un substrat de CuInSe2 dopé n+ en présence d’une fenêtre à gap moyen à base CuInS2 dopée p+ suivant le modèle CuInS2(p+)/CuInSe2(p)/CuInSe2(n)/CuInSe2(n+) (modèle à 4 couches p+/p/n/n+) , en comparaison avec l’homojonction simple de type CuInSe2(p)/CuInSe2(n) (modèle à 2 couches p/n), l’homojonction en présence de couche fenêtre de type CuInS2(p+)/CuInSe2(p)/CuInSe2(n) et l’homojonction déposée sur substrat de type CuInSe2(p)/CuInSe2(n)/CuInSe2(n+) (modèles à 3 couches p+/p/n et p/n/n+). Des modèles de calcul pour la détermination de la densité de porteurs minoritaires, du photocourant de court-circuit et du rendement quantique interne ont été établis pour les différentes structures. Ces résultats théoriques permettent de comparer les performances de ces différents modèles. En vue de tester la validité de nos modèles de calcul, les résultats théoriques obtenus sont comparés à certains résultats expérimentaux publiés dans la littérature. Les résultats obtenus indiquent que la couche fenêtre permet d'améliorer significativement la réponse spectrale pour des énergies de rayonnement inférieures à sa bande interdite (1,04 1,57 eV), cette diminution est due aux pertes de porteurs provoquées par l'absorption de la couche frontale (fenêtre). Nous avons étudié, dans le cas de la structure p+/p/n/n+, le taux de génération, la densité des photoporteurs et le photocourant de court-circuit pour des éclairements monochromatique et polychromatique (spectre AM 0, AM 1 et AM 1,5). Le courant théorique de court-circuit calculé reste dans la plage des valeurs publiées dans la littérature, cela permet de valider le modèle théorique de calcul utilisé pour les différentes structures. Ce courant (21 – 27 mA.cm-2 sous AM 1,5 pour le modèles p+/p/n/n+ et p+/p/n) peut être amélioré en utilisant une fenêtre de plus large gap ou en réduisant les pertes dans la fenêtre.


Auteur(s) : E.M. Keita , B. Mbow, M.L. Sow , C. Sow , M. Thiam , C. Sene
Pages : 344-359
Année de publication : 2016
Revue : IJESRT International Journal of Engineering Sciences & Research Technology
N° de volume : Vol. 5(9)
Type : Article
Mise en ligne par : SENE Cheikh