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Theoretical Study of Spectral Responses of Homojonctions Based on CuInSe2

Analyse : Dans ce travail nous faisons l’étude des réponses spectrales de cellules solaires en couches minces à base de CuInSe2. L’objectif vise à comparer les performances d’une homojonction à base de CuInse2 en présence d’une fenêtre à gap moyen à base CuInS2 dopée p+ suivant le modèle CuInS2(p+)/CuInSe2(p)/CuInSe2(n), à celles de l’homojonction simple de type CuInSe2(p)/ CuInSe2(n) et de l’homojonction déposée sur substrat de type CuInSe2(p)/CuInSe2(n)/CuInSe2(n+). Des modèles de calcul du rendement quantique interne ont été proposés pour chaque cas. La comparaison de ces différents résultats nous permet d’une part d’examiner les influences de la fenêtre et du substrat par rapport au rendement de la photopile, et d’autre part d’optimiser certains paramètres géométriques (longueur de diffusion, vitesse de recombinaison en surface, épaisseur des couches……) pour améliorer le rendement global.Pour chaque structure proposée, le modèle théorique utilisé pour la détermination de la réponse spectrale est basé sur les effets des coefficients d'absorption des différents matériaux et des paramètres géométriques et électriques modélisant la cellule solaire (longueur de diffusion, vitesse de recombinaison en surface et à l’interface entre les différentes couches, épaisseurs des couches, etc.). Pour le modèle à deux couches (p/n), nous avons considéré l’homojonction de type CuInSe2(p)/CuInSe2(n) et le modèle à 3 couches de type CuInS2(p+)/CuInSe2(p)/CuInSe2(n),. Ce qui permet de réduire les pertes superficielles observées dans le cas de l’homojonction. La présence de la fenêtre entraine une augmentation considérable de la réponse spectrale. Pour l’homojonction déposée sur substrat de type CuInSe2(p)/CuInSe2(n)/ CuInSe2 (n+), la présence du substrat améliore le rendement dans la plage des faibles énergies [1,04; 1,4 eV] correspondant aux faibles coefficients d’absorption des différentes couches. Le meilleur rendement théorique est obtenu avec le modèle CuInS2(p+)/CuInSe2(p)/CuInSe2(n) (homojonction en présence de couche fenêtre).


Auteur(s) : E.M. Keita, B. Mbow, M.S. Mane, M.L. Sow, C. Sow, C. Sene
Pages : pp 392-399
Année de publication : 2016
Revue : Journal of Materials Science & Surface Engineering
N° de volume : Vol. 4 (4)
Type : Article
Mise en ligne par : SENE Cheikh