Simulation of clathrate-based solar cells
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Date
2023-07-03
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Faculté des Sciences
Abstract
Un logiciel gratuit, SCAPS-1D, utilisé dans cette étude, permet de simuler et de modéliser les performances des dispositifs photovoltaïques (PV). Il prend en compte des facteurs tels que les propriétés des matériaux, la structure du dispositif et les conditions externes pour simuler les caractéristiques de performance d'une cellule solaire, telles que les courbes courant-tension (I-V), l'efficacité quantique et l'efficacité quantique interne. Dans cette étude, nous avons exploré l'influence des paramètres suivants : l'épaisseur de la couche, les concentrations de dopage, la résistance série et la température sur l'efficacité et les performances de deux types de cellules solaires. Le premier est une cellule solaire à base de CIGS standard chargée à partir de SCAPS-1D, qui a servi d'étape d'entraînement. Le deuxième est une cellule solaire à base de clathrate, une nouvelle configuration de cellules solaires comprenant une couche semi-conductrice de type n d'un allotrope de silicium appelé clathrate. Les résultats de simulation de la cellule solaire à base de clathrate ont prédit que le rendement de conversion de puissance pourrait atteindre ~10 % en utilisant des épaisseurs de p-Si et de clathrate optimisées et si une couche de clathrate de haute qualité est déposée avec succès sans inhomogénéité ni couche d'oxyde, c'est-à-dire avec une faible résistivité. Par conséquent, cette nouvelle configuration de cellule solaire est prometteuse et des études supplémentaires sur l'effet d'autres paramètres sont nécessaires pour atteindre des rendements plus élevés.