ETUDE DES CELLULES SOLAIRES MULTICOUCHES POLY CRISTALLINES

Abstract

الملخص (بالعربية) :

الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة القائمة على امتصاص نوع Cu (In، Ga) Se2 (CIGS) تمثل تقنية مستقبلية ذات كفاءة عالية في تحويل الطاقة. في الخلايا الشمسية التقليدية ، المخزن المؤقت CdS ، المستخدم تقليديًا هو الأمثل عندما يقترن بـ CIGS مع فجوة 1.15eV ولكن أقل مثالية عندما يكون فجوة الأخير أعلى. للتغلب على هذا القيد ، يتم تقديم CdZnS بتنسيق هذه الدراسة كطبقة عازلة بديلة لتحل محل CdS في الخلايا CIGS بسطح مستنفد من النحاس (OVC). تأثير تراكيز متفاوتة من الغاليوم والزنك في الطبقات الماصة والمخازن المؤقتة على التوالي على أداء الخلايا الشمسية تمت دراستها في باستخدام برنامج AMPS-1D. تظهر النتائج تحسن محتمل في الكفاءة أظهر التحويل 23.71٪ للكسر المولي من الغاليوم والزنك من رتبة 0.7 و 0.6 على التوالي. تُعزى هذه النتائج من ناحية إلى استخدام أفضل للطيف الشمسي و من ناحية أخرى للتأثير المفيد لطبقة OVC على جهد الدائرة المفتوحة

----------------------------------------------Résumé : Les cellules solaires en couches minces à base d’absorbeurs de type Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) représentent une technologie d’avenir à haut rendement de conversion d’énergie. Dans les cellules solaires conventionnelles, le tampon CdS, traditionnellement utilisé est optimal lorsqu’il est associé à un CIGS possédant un gap de 1,15eV mais moins optimal lorsque le gap de ce dernier est plus élevé. Pour surmonter cette limitation, le CdZnS est proposé dans cette étude, comme une couche tampon alternative pour remplacer le CdS dans les cellules CIGS présentant une surface appauvrie en cuivre (OVC). L’impact de la variation des concentrations de gallium et de zinc dans les couches absorbantes et tampons respectivement sur les performances des cellules solaires a été ensuite étudié à l'aide du logiciel AMPS-1D. Les résultats montrent une amélioration potentielle de l'efficacité de conversion affichant 23,71% pour une fraction molaire de gallium et de zinc de l’ordre de 0,7 et 0.6 respectivement. Ces résultats ont été attribués d’une part, à une meilleure exploitation du spectre solaire et d’une autre part à l’effet bénéfique de la couche OVC sur la tension de circuit ouvert. ----------------------------------------------Abstract : Thin film solar cells based on Cu (In, Ga) Se2 absorbers (CIGS) represent a future technology with high conversion efficiency. In conventional solar cells, the CdS buffer, traditionally used, is optimal when combined with a CIGS with a 1.15eV gap but less optimal when the latter's gap is higher. To overcome this limitation, CdZnS is proposed in this study, as an alternative buffer layer to replace CdS in CIGS cells exhibiting a copper-depleted surface (OVC). The impact of varying concentrations of gallium and zinc in the absorber and buffer layers respectively on the performance of solar cells, was then investigated using AMPS-1D software. The results show a potential improvement in conversion efficiency showing 23.71% for a gallium and zinc contents of the order of 0.7 and 0.6 respectively. These results have been attributed on the one hand, to better exploitation of the solar spectrum and on the other hand, to the beneficial effect of the OVC layer on the open circuit voltage.