Optimisation des paramètres photovoltaïques d’une cellule solaire réalisée à partir de matériaux ternaires ou quaternaires basés sur les semiconducteurs II-VI.

Abstract

الملخص (بالعربية) :

الملخص : إمكانية زيادة فعالية الخلية الشمسية أحادية الوصلة عن طريق الإمتصاص المتتابع للفوتونات لها تاريخ طويل. الخلية الأكثر فعالية و هي الخلية الشمسية ذات الطبقة الوسيطة ,(IBSC)حيث أن هدا النوع من الخلايا يتميز بإمتصاصه لأكبر كمية من الفوتونات (الأشعة الضوئية) و هدا عن طريق ثلاث مستويات: حزمة التوصيل (CB)، حزمة التكافؤ (VB)، و الطبقة الوسيطة (IB). عكس الخلايا الشمسية التقليدية ذات الحزمتين (CB, VB). الخلايا الشمسية ذات الطبقة الوسيطة بإمكانها إمتصاص ثلاث فوتونات في آن واحد و هدا عبر تنقل الإلكترونات التي إكتسبت طاقة من الفوتونات الممتصة من مستوى لآخر ( من حزمة التكافؤ VB إلى حزمة التوصيل CB، من حزمة التكافؤ VB إلى الطبقة الوسيطة IB، و من الطبقة الوسيطة IB إلى حزمة التوصيل). الخلية الشمسية دات الطبقة الوسيطة (IBSC) تمتاز بفعاليتها عن الخلية الشمسية أحادية الفجوة (CB, VB) بإمتصاصها للفوتونات ضعيفة الطاقة، و خاصيتها هي أنها تتميز عن الخلايا الشمسية بوجود الطبقة الوسيطة (IB) في وسط فجوة الحزمة (Eg)، بين حزمة التوصيل (CB) و حزمة التكافؤ (VB). الهدف من هده الدراسة هو إظهار أن الخلايا الشمسية ذات الطبقة الوسيطة (IBSC) المكونة من الخليط الثلاثي (ZnTe(O)) لها فعالية كبيرة (مردودية) عندما تكون الطبقة الوسيطة (IB) المكونة من الأكسجين بتركيز يفوق 1019 cm-3، وبمستوى طاقوي للطبقة الوسيطة في المجال (0,5-0,8 eV) أسفل القيمة الدنيا لحزمة التوصيل (Ec)، و أظهرت النتائج أن خصائص الخلية الشمسية تحسنت عندما قللنا من سمك الطبقتين (P+-ZnTe , P-ZnTe(O)) وهدا مقارنتا بالخلايا الشمسية ذات الطبقة الوسيطة التجريبية. الكلمات المفتاحية : محاكات الخلية الشمسية دات الطبقة (IBSC)، (ZnTe(O))، .SCAPS ----------------------------------------------- Résumé (Français et/ou Anglais) :

La possibilité d'améliorer le rendement de conversion d’une cellule solaire monocristallin par l’absorption séquentielle de photons a une longue histoire. La cellule la plus efficace est la cellule solaire à bande intermédiaire(IBSC), où ce type de cellules est caractérisé par l’absorption d’une grande quantité de photons (rayons lumineux) par trois bandes d’énergies: la bande de conduction (CB), la bande de valence (VB), et la bande intermédiaire (IB). Contrairement aux cellules solaires conventionnelles (CB, VB). Les cellules solaires à bande intermédiaire peuvent absorber trois photons simultanément qui permet la transition des électrons de la bande de valence (VB)à la bande de conduction (CB), de la bande de valence (VB)à la bande intermédiaire (IB), et de la bande intermédiaire (IB) à la bande de conduction (CB).Les cellules solaire à bande intermédiaire (IBSC) caractérisées par leur efficacité en absorbant des photons de basse énergies a cause de la présence d’une couche intermédiaire (IB) à l’intérieure de la bande interdite (Eg), contrairement aux cellules solaires traditionnelles (VB, CB). Le but de cette étude est de montrer que les cellules solaires à bande intermédiaire (IBSC), telle que (ZnTe (O)) ont une efficacité considérable (rendement de conversion, courant de court circuit) lorsque la concentration en oxygène de la bande intermédiaire (IB) est supérieure à 1019 cm-3, et le niveau d’énergie de la bande intermédiaire être dans l’intervalle (0,4-0,8 eV) au bas du minimum de la bande conduction (CB). Les résultats ont montré que lorsqu’on réduit l'épaisseur des couches (P+-ZnTe, P-ZnTe(O)), les caractéristiques des cellules solaires à bande intermédiaires sont améliorées en comparaison avec des résultats expérimentaux. Mots clé : Simulation des cellules solaires à bande intermédiaire (IBSC), ZnTeO, SCAPS.