Étude à deux dimensions et optimisation des paramètres physiques et géométriques de cellules solaires de divers contacts interdigités.

Abstract

L'objectif de cette thèse consiste à mettre en place un modèle pour simuler et étudier le fonctionnement des cellules à base de silicium cristallin. Cette nouvelle structure de cellules utilise la technologie des hétérojonctions de silicium a-Si:H/c-Si (SiHJ) appliquée sur des structures à contacts interdigidés en face arrière (IBC). Pour optimiser les cellules IBC-SiHJ et lever des verrous technologiques, il est nécessaire de bien comprendre leur fonctionnement. Cela passe notamment par l’identification des mécanismes physiques qui régissent les performances de ces cellules. Or, les IBC-SiHJ possèdent une structure de bandes assez complexe. Pour être collectées, les paires électron-trou photogénérées dans le substrat (n)c-Si doivent surmonter de nombreux obstacles sans se recombiner: 1. défauts cristallins du substrat c-Si, 2. pièges à l’interface a-Si:H/c-Si (Densité d’états à l’interface), 3. pièges dans le volume des couches dopées d’a-Si:H, 4. barrières de potentiel défavorables pour les trous et les électrons en face arrière et aux interfaces a-Si:H/c-Si. Notre objectif est de contribuer de façon originale à la simulation de ces cellules par Atlas de Silvaco. Notre travail se focalise notamment sur l’étude de la face arrière de la cellule de type N, composée d’un empilement c-Si(n)/(i)a-Si:H/(p)a-Si:H et c-Si(n)/(i)a-Si:H/(n)a-Si:H, ainsi que le dimensionnement de sa géométrie.