MODELISATION DE L’EFFET DE LA PASSIVATION ARRIERE ET FRONTALE POUR L’OPTIMISATION DU RENDEMENT D’UNE CELLULE SOLAIRE À BASE DE SILICIUM POLYCRISTALLIN
Mots-clés :
Silicium ploycristallin, passivation arrière, taille de grain, nitrure de silicium, Rendement de conversionRésumé
Dans ce travail, nous proposons une modélisation d’une cellule solaire à base de silicium polycristallin sous l'effet de la couche arrière de passivation. Une comparaison de différentes couches de passivation arrière, notamment la couche épaisse d'oxyde thermique et la couche d’aluminium diffusée utilisé comme contact électrique sera faite. L’aluminium peut être évaporé directement sur la couche arrière de la cellule ou évaporé sur une couche de silicium fortement dopée, créant un champ électrique sur l’arrière de la cellule (structure BSF). Les couches de passivation arrière peuvent refléter des photons à l'intérieur de la cellule. Ainsi, ils prolongent leur trajet, facilitant leur absorption, tout en diminuant la vitesse de recombinaison en surface des porteurs minoritaires dans la région de base. La réflectivité interne devrait être aussi élevée que possible permettant un bon piégeage des photons. Parmi les différentes couches de passivation arrière étudiées, la structure oxyde de silicium / nitrure de silicium/ oxyde de silicium obtenu par PECVD est avérée optimum. La taille de grain du polysilicium joue un rôle dominant dans la détermination des propriétés électriques et photovoltaïques du silicium. Les joints de grain agissent en tant que pièges et centres de recombinaison. Si la taille de grain est petite, les porteurs rencontrent un plus grand nombre de joints de grains. Sachant que le joint de grains se comporte souvent comme piège pour les électrons, la résistance augmente, ce qui conduit à un léger échauffement de la cellule solaire. Dans ce travail, nous avons également proposé une passivation frontale de l’émetteur par une couche de nitrure de silicium. Nous avons ainsi noté une amélioration très nette, du rendement de conversion pour des rapports de gaz élevés. Enfin, les résultats montrent que la structure de la cellule Si3N4 / P+ N / oxyde / SiNx / osyde est la plus performante.
Références
J.G.E.Gardeniersa and H.A.C. Tilmans LPCVD silicon – rich silicon nitride films films for applications in micromechanics, studier with statistical experimental design’. J.Vac.Sci.Technol.A.14 (5), Sep/Oct 1996.
O.Schultz, M.Hofmann,S.W.Glunz, G.P.Wileke Fraunhfer ‚ Silicon oxide/ Silicon Nitride Stack system for 20% Efficient silicon solar cells. Institute for Solar Energy Systems’ Heidenhofstrabe 2, Freiburg, D-79110. 31st IEEE, PVSC Orlando, Florida 2005.
Amal. K. Ghosh, Charles Fishman, and Tom Feng ‘Theory of the electrical and Photovoltaique properties of polycrystalline Silicon’, J.Appl.Phys. Vol.51, No.1, January 1980.
G.D.cody, T. Tiedje, B.Abeles, B.Brooks et Y.Goldstein, Phys.Rev. Lett.47, 1480 (1981).
M. Hack et M.Shur, J.Appl.Phys.58, 997 (1985).
J.Baranger, Introduction à l’analyse numérique, Hermann Paris, Collection Méthodes.
M.Boumahrat et A.Gourdir, Méthodes Numériques appliqués, OPU.
J. Y. W. Seto, J.Appl.Phys.46, 5247 (1975).
Alain Ricaud, Photopiles Solaires, Presses polytechniques et universitaires romandes. Lausane, 1997.
K. Shirasawa, H.Takahashi, Proc 23rd .IEEE. PVSC. Louis Ville 256, (1993).
Ken Coates, Scott Morrison, S. Narayanan, ‘Deposition of Silicon Nitride to Improve the conversion efficiency of multicrystallin silicon solar cells’, Proceeding of 16th European Photovoltaic Solar Energy conference, Glasgow, p 1279, 2000.
Nisrine.Benloucif, F. Mansour. ‘Modelling of current density and surface recombination velocity effect at grain boundary in order to optimize the polycrystalline silicon solar cell conversion efficiency’, International Review of PHYSICS (IREPHY), pp102-108, 2009.
Bouchekouf, B.Brahma, M.Marir. ‘ Etude de la cellule solaire en couches minces a base de CIGS ’, Revue Sciences technologies développement – ANDRU- N 0 1-2007
J.J.Liou, W.Wong, ‘Comparison and Optimization of the Performance of Si and GaAs Solar cells’, Solar Energy Materials and Solar Cells, 28, pp.9- 28, 1992.
Téléchargements
Publié-e
Comment citer
Numéro
Rubrique
Licence
Les auteurs publiant dans cette revue acceptent les termes suivants :- Les auteurs détiennent le droit d'auteurs et accordent à la revue
le droit de première publication, avec l’ouvrage disponible simultanément [SPÉCIFIER LA PÉRIODE DE TEMPS] après publication, sous la licence Licence d’attribution Creative Commons qui permet à d'autres de partager l'ouvrage en en reconnaissant la paternité et la publication initiale dans cette revue. - Les auteurs peuvent conclure des ententes contractuelles additionnelles et séparées pour la diffusion non exclusive de la version imprimée de l'ouvrage par la revue (par ex., le dépôt institutionnel ou la publication dans un livre), accompagné d'une mention reconnaissant sa publication initiale dans cette revue.
- Les auteurs ont le droit et sont encouragés à publier leur ouvrage en ligne (par ex., dans un dépôt institutionnel ou sur le site Web d'une institution) avant et pendant le processus de soumission, car cela peut mener à des échanges fructueux ainsi qu'à un nombre plus important, plus rapidement, de références à l’ouvrage publié (Consulter The Effect of Open Access).
