Optimisation d’une cellule solaire à base de CIGS avec une couche BSF

Abstract

Les cellules photovoltaïques sont l’une des applications importantes des énergies renouvelables. Néanmoins plusieurs facteurs limitent leur utilisation, à savoir le coût, le rendement et la toxicité des matériaux. Les cellules solaires à base de sélénide de cuivre indium gallium (CIGS) ont démontré des performances élevées comme absorbeur. Les dispositifs basés sur le CIGS sont plus efficaces, compte tenu de leurs performances, de leur nature écologique et de leur coût réduit. Dans cette étude, nous avons proposé une cellule solaire à base d'absorbeur CIGS avec une hétérostructure ZnO/CdS/CIGS/Sb2Se3/Mo, avec une couche de champ de surface arrière (BSF) Sb2Se3, la couche fenêtre ZnO et la couche tampon CdS. En utilisant le logiciel de simulation unidimensionnelle du simulateur de capacitance de cellule solaire, les effets de la présence de la couche BSF, de l'épaisseur, de la densité de dopage sur la tension de circuit ouvert, le courant de courant court-circuit, le facteur de forme et son efficacité, ainsi que sur l'efficacité quantique et le taux de recombinaison, du dispositif ont été étudiés en détail. Les résultats de la simulation ont révélé qu'une seule couche d'absorption CIGS d'une épaisseur de 1 μm avec des couches tampon CdS et BSF (Sb2Se3) dans cette structure offre une efficacité de 26,86%. Ainsi, ces résultats de l'hétérostructure proposée basée sur le CIGS fournissent une voie claire pour fabriquer des cellules solaires à haute efficacité avec des performances plus prometteuses que les conceptions conventionnelles précédemment signalées.