Etude et simulation des cellules solaires photovoltaïques à base de silicium

Abstract

Dans ce travail nous avons fait une simulation de trois types de cellules solaires : Si(N+)/Si(P), SnO2/Si(P) et SnO2/ Si(N+)/Si(P) en utilisant le programme de la simulation numérique PC1D (Personnel computer in one dimensionnel). Nous avons calculé les différents paramètres caractérisant une cellule solaire tels que le courant de court-circuit, la tension de circuit ouvert, la puissance maximale et le rendement. Nous avons étudié aussi l’influence des paramètres de la cellule sur les résultats de simulation. Cette étude nous a permis de faire une comparaison entre les résultats de simulation des trois cellules qu’on a simulé. Cette comparaison montre que la cellule de faible production (rendement) est celle qui est dépourvue de la couche antireflet (TCO), puisque la couche antireflet transmet le maximum de radiation lumineuse au silicium. Elle participe à la réduction de la réflexion dans le but d’améliorer les paramètres des cellules solaires. Quand on a procédé à l’analyse de l’influence (la réflexion du silicium et de la couche antireflet, l’épaisseur du substrat, le dopage de silicium, et la réflexion) sur les paramètres photovoltaïques de la cellule solaire (Facteur de forme FF, Tension de circuit ouvert 𝑉𝑐𝑜, Courant de court-circuit 𝐼𝑐𝑐, rendement 𝜂), les résultats de simulation ont montré que ces paramètres ont un rôle fondamental sur les performances de la cellule. D’autre part, les résultats de la simulation étaient satisfaisants puis qu’il est arrivé le meilleur rendement à la cellule SnO2 /Si(P) de 19% et le courant de court-circuit Icc =35.8 mA, la tension de circuit ouvert Vco = 639.9 mV et le facteur de forme FF = 0.832 .Ce travail ouvre une voie à de points de vue riche dans le domaine des cellules photovoltaïques à travers l’utilisation d’un autre TCO, ou bien l’intégration d’une autre couche de TCO dans l’intersection hétérojonction dans le but d’augmenter l’amélioration de la production des cellules solaires.