Simulation des performances des cellules photovoltaïques à hétérojonction : GaInP /GaAs

Abstract

L’énergie solaire photovoltaïque présente une solution alternative importante aux combustibles fossiles, c’est une énergie propre et durable. Une cellule solaire est un dispositif électrique qui directement convertit l'énergie des photons en courant continu par un phénomène physico-chimique appelé l'effet photovoltaïque. La première cellule photovoltaïque à base de silicium est fabriquée en 1954, avec un rendement rapporté de 6%. Aujourd’hui d’autres matériaux alternatifs sont utilisés en parallèle avec le silicium, dont on trouve les matériaux III-V, notamment, GaInP et GaAs. L’objet de ce travail est d’optimiser les performances d’une cellule solaire à base des semi-conducteurs GaInP et GaAs. L’étude a été effectuée en utilisant le logiciel de simulation SCAPS-1D. La cellule modélisée a une structure à double hétérojonction (tandem) composée d’une cellule supérieure de type pn à base de GaInP et une cellule inférieure de type pn à base de GaAs. Les résultats obtenus donnent un rendement de conversion égal à 32.67 %.