Simulation et Optimisation d’une cellule solaire Schottky à base d’InGaN

Résumé : Aujourd’hui, la grande majorité des panneaux photovoltaïques fabriqués dans le monde sont à base de silicium. Cependant, ces panneaux souffrent d’un faible rendement de conversion. Afin d’améliorer ce rendement, d’autres matériaux alternatives sont étudiés. Parmi ces nouveaux matériaux, le nitrure d’Indium Gallium (InGaN) possède le potentiel pour réaliser une avancée majeure de l’industrie photovoltaïque. En effet, ces matériaux possèdent des caractéristiques uniques pour réaliser des cellules solaires à très haut rendement de conversion grâce à une bande d’énergie interdite large et modulable juste en changeant la composition d’indium dans le matériaux. L’InGaN possède d’autres avantages, notamment, un coefficient d’absorption très élevé dans toute la gamme du spectre solaire, des mobilités élevées, des masses effectives relativement faibles et une très grande résistance aux rayonnements et autres conditions extrêmes. Cependant, il reste plusieurs difficultés à franchir avant la commercialisation de cellules solaires à base de ce matériau. En effet, InGaN souffre du manque de substrats adaptés pour la croissance épitaxiale, d’une densité de défauts très élevée, et de la difficulté à réaliser le dopage de type-p. L’objectif de notre travail est alors, la modélisation et l’optimisation de différentes structures de cellules solaires à base d’InGaN. La modélisation se fait en utilisant le logiciel ATLAS de SILVACO (Silicon valley Corporation), et l’optimisation se fait en couplant ATLAS avec des outils mathématiques d’optimisation. Nous utilisons pour cela, des algorithmes mathématiques rigoureux de Sage/SciPy (Logiciel open source). Le but est d’optimiser le rendement de la cellule en optimisant simultanément plusieurs paramètres de la cellule solaire (paramètres physiques et géométriques). IL s’agit donc d’une optimisation multivariée qui diffère de l’optimisation paramétrique généralement utilisée. Nous avons donc ici, étudié une nouvelle structure de cellule solaire basée sur un contact Schottky (Contact métal/semi-conducteur) entre une fine couche métallique et le Nitrure de Galium Indium. Nous avons pour cette structure, optimisé le rendement de la cellule en optimisant simultanément plusieurs paramètres de la cellule solaire, ce qui est à notre connaissance une première. Nous avons obtenu un rendement optimal de 18.2%. Ce dernier montre le mérite d’une telle structure qui pourrait être une alternative aux structure PN et PIN afin d’éviter les difficultés liées à la couche P de la cellule solaire.
Type de document :
Communication dans un congrès
22ème Colloque de Recherche Inter Écoles Centrales et CentraleSupélec (CRIEC 2016), Jun 2016, Châtenay-Malabry, Gif-sur-Yvette, France
Liste complète des métadonnées

https://hal.univ-lorraine.fr/hal-01338308
Contributeur : Abdoulwahab Adaine <>
Soumis le : vendredi 1 juillet 2016 - 12:26:25
Dernière modification le : jeudi 5 avril 2018 - 12:30:21

Identifiants

  • HAL Id : hal-01338308, version 1

Citation

Abdoulwahab Adaine, Nicolas Fressengeas, Sidi Ould Saad Hamady. Simulation et Optimisation d’une cellule solaire Schottky à base d’InGaN. 22ème Colloque de Recherche Inter Écoles Centrales et CentraleSupélec (CRIEC 2016), Jun 2016, Châtenay-Malabry, Gif-sur-Yvette, France. 〈hal-01338308〉

Partager

Métriques

Consultations de la notice

254

Téléchargements de fichiers

976