Etude de l’influence des couches tampons pour les cellules solaires multi-jonctions
Loading...
Date
2025-05-20
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
University of M'Sila
Abstract
Dans cette thèse, nous avons étudié le comportement et l’optimisation des cellules solaires tandem CIGS/Si par simulation numérique, en nous concentrant spécifiquement sur l’impact de différentes couches tampons (CdS, CdZnS, ZnS, ZnSTe, Zn(S,O)) dans la cellule supérieure en CIGS. Après avoir établi les bases théoriques de la modélisation et de la simulation à l’aide du logiciel SCAPS-1D, nous avons évalué l’effet de l’épaisseur de l’absorbeur et de la couche tampon sur les principaux paramètres photovoltaïques, à savoir la densité de courant de court-circuit (JCC), la tension en circuit ouvert (VCO), le facteur de forme (FF) et le rendement global (η). Les résultats ont montré que l’utilisation de couches tampons à large bande interdite, en particulier le Zn(S,O), améliore la transmission optique, réduit les pertes par recombinaison et conduit à des rendements plus élevés. Notamment, un rendement proche de 26 % a été atteint dans des conditions optimisées. Ce travail met ainsi en évidence l’importance cruciale du choix de la couche tampon dans l’optimisation des performances des cellules tandem, et ouvre des perspectives pour le développement de dispositifs à haut rendement et respectueux de l’environnement.
Description
في هذه الأطروحة، درسنا سلوك وخيارات تحسين خلايا الطاقة الشمسية الترادفية CIGS/Si من
خلال المحاكاة العددية، مع التركيز بشكل خاص على تأثير استخدام طبقات الحاجز المختلفة (CdS ،
CdZnS ، ZnS ، ZnSTe ، Zn(S,O)) في الخلية العلوية المصنوعة من CIGS. بعد وضع الأسس النظرية
للنمذجة والمحاكاة باستخدام برنامج SCAPS-1D ، قمنا بتقييم تأثير سُمك طبقتي الممتص والحاجز على
المعلمات الكهروضوئية الرئيسية، وهي: كثافة تيار القصر (Jsc) ، جهد الدائرة المفتوحة (Voc) ، معامل
الامتلاء (FF) ، والكفاءة الإجمالية (η). أظهرت النتائج أن استخدام طبقات حاجز ذات فجوة طاقة واسعة،
خصوصًا Zn(S,O) ، يحسن النفاذية الضوئية، يقلل من خسائر إعادة الاندماج، ويؤدي إلى تحقيق كفاءات
أعلى. ومن الجدير بالذكر أننا حققنا كفاءة تقترب من 26% تحت ظروف مثالية. يبرز هذا العمل الأهمية
الحاسمة لاختيار طبقة الحاجز المناسبة في تحسين أداء الخلايا الترادفية، ويفتح آفاقًا لتطوير أجهزة طاقة
شمسية عالية الكفاءة وصديقة للبيئة
Keywords
Cellule multijonction, Couche tampon, SCAPS-1D, Rendement de conversion, خلية متعددة الوصلات، كفاءة التحويل الطاقوي. ،SCAPS 1D طبقة عازلة،