Simulation numérique de la haute efficacité photovoltaïque des cellules solaires à base d’InGaN avec ZnO comme couche fenêtre.

Abstract

InxGa1-xN, en tant qu'alliage semi-conducteur de nitrure est prometteur pour les dispositifs optoélectroniques modernes. Il a suscité une attention considérable ces dernières années. Cependant, en raison de sa puissante modulation de la bande interdite d'énergie allant des UV au spectre visible (0.7, 3.4 eV) et de son coefficient d'absorption intéressant pouvant varier de 103 à 105 cm-1, il peut être considéré comme un candidat potentiel pour les cellules solaires à haute efficacité. Nous avons réalisé, dans le cadre de ce travail, une modélisation de dispositif et une simulation numérique à l'aide du logiciel SCAPS-1D. Nous avons optimisé les caractéristiques photovoltaïques d'une cellule solaire principalement composée de semi-conducteurs de nitrure d'indium et de gallium, pour la couche tampon et la couche active (p-InGaN/i-InGaN), et la couche fenêtre contient du n-ZnO. L'optimisation des divers paramètres structurels permet d'améliorer les performances de la cellule solaire, en plus d'absorber autant de rayonnement solaire que possible. Nous avons atteint un rendement de 26,11 %. Cette étude explore le grand potentiel des cellules solaires à base d'InGaN et peut être utilisée pour la conception et la fabrication de cellules solaires à base de nitrures III à haute efficacité.