Etude comparative de différentes cellules photovoltaïques à contacts arrières interdigités.

Abstract

Les sources d'énergie renouvelables tendent à remplacer les sources traditionnelles, car elles sont nécessaires pour prévenir la pollution de l'air et le réchauffement climatique. A ce titre, la production mondiale du photovoltaïque est en voie de développement. En effet, l‟objectif majeur dans ce domaine est la réalisation d‟un bon compromis entre un rendement optimal et des coûts de fabrication réduits. Parmi les cellules les plus efficaces destinées à améliorer le rendement, sont les cellules à contacts arrière interdigités où l'avantage primordial de ce genre de cellule est l'absence des contacts sur la face avant ce qui réduit le taux d'ombrage. Ce travail consiste à étudier trois structures par simulation numérique à deux dimensions effectuées sous le module ATLAS/SILVACO afin d'optimiser les paramètres géométriques et technologiques importantes. Ces cellules sont : IBC (Interdigited Back Contact ), EWT(Emitter Wrap Through ) et MWT(Metalization Wrap Through). La structure IBC est constituée d'un substrat, un FSF recouvert d'une couche anti reflet de SiN et un émetteur adjacent à un BSF sur la face arrière recouverte avec des contacts ohmiques. Le concept de la cellule MWT diffère de la structure IBC par la présence d‟une jonction fortement dopée à l‟avant et l‟utilisation d‟un laser pour perçage. Ce qui permet d'assurer la collecte des porteurs de la face avant jusqu'à la face arrière. Aussi l'existence d'une fine métallisation sur la face avant entre les ouvertures . En revanche, le concept EWT constitue un compromis entre les deux technologies précédentes. Dans cette étude, la technologie à hétérojonction à été utilisée où l'émetteur et le BSF sont à base du silicium amorphe par contre le substrat est à base de silicium multicristalin de type p avec une durée de vie des porteurs minoritaires de l'ordre de 10-6 s. La simulation nous a permis d'obtenir des rendements de conversion optimaux de 20,83% 19,3 % 19,02 % pour les cellules IBC, EWT et MWT respectivement.