Etude comparative entre les cellules solaires de type udp+-AlGaAs/p-GaAs/n-GaAs et une autre de type n+-AlGaAs/n-GaAs /p-GaAs.

摘要

Nous avons étudié les caractéristiques électriques de la cellule solaire à hétérojonction (AlGaAs / GaAs) de structure p+pn et n+np à l’obscurité et sous éclairement AM0 par le logiciel de simulation sophistiqué SILVACO-ATLAS. Les résultats de l’étude sont présentés pour la cellule solaire (p+ -AlxGa1-xAs / p-GaAs / n-GaAs) et (n+ -AlxGa1-xAs / n-GaAs / p-GaAs) sans et avec substrat (GaAs), tout en faisant varier la fraction molaire x(Al) de l’aluminium de la couche fenêtre (AlxGa1-xAs). D’après les résultats, nous avons constaté une générale amélioration dans les caractéristiques photovoltaïques de la cellule avec l’ajout de substrat (GaAs), notamment dans la densité de courant de court circuit (Jsc), le facteur de forme FF , la puissance maximale Pmax et le rendement de conversion photovoltaïque η. Pour la cellule (p+- Al0.491Ga0.509As / p- GaAs / n-GaAs), la densité de courant de court circuit Jsc s’améliore de 28.09 mA/cm2 à 31.40 mA/cm2 et le rendement de conversion photovoltaïque η s’améliore de 16.40% à 20.06%. Pour la cellule (n+- Al0.491Ga0.509As / n- GaAs / p-GaAs), la densité de courant de court circuit Jsc s’améliore de 27.66 mA/cm2 à 28.712 mA/cm2, et le rendement de conversion photovoltaïque η s’améliore de 15.80% à 16.63%. La variation de la fraction molaire x(Al) de la couche fenêtre (AlxGa1-xAs) révèle une amélioration des caractéristiques photovoltaïques de la cellule. Pour la cellule (p+ -AlxGa1-xAs / p-GaAs / n-GaAs) avec substrat (GaAs), la densité de courant de court circuit Jsc augmente de 30.053 mA/cm2 à 32 mA/cm2 lorsque x(Al) varie de 0.804 à 0.099, le rendement de conversion photovoltaïque η s’améliore de 19.18% à 20.40%. Pour la cellule (n+ -AlxGa1-xAs / n-GaAs / p-GaAs) avec substrat (GaAs), la densité de courant de court de circuit Jsc augmente de 28.71 mA/cm2 à 29.42 mA/cm2 lorsque x(Al) varie de 0.491 à 0.099 et le rendement de conversion photovoltaïque η s’améliore de 16.63% à 18.09%. Nous constatons finalement que les caractéristiques photovoltaïques fournies par la cellule (p+-AlxGa1-xAs /p- GaAs /n-GaAs) sont encore plus meilleures que celles fournies par la cellule (n+-AlxGa1-xAs /n- GaAs /p-GaAs) du fait que la mobilité des électrons (porteurs essentiellement entraînés dans la structure p+pn vers le contact arrière) est supérieure à la mobilité des trous (porteurs essentiellement entraînés dans la structure n+np vers le contact arrière).