Modélisation et simulation d'une cellule solaire double jonction à base des matériaux (III-V)

Abstract

Le travail presente dans ce manuscrit s fest inscrit dans le des recherches actuelles sur l famelioration des cellules solaires, en s finteressant particulierement aux materiaux III-V. L falliage InGaN, grace a sa large couverture spectrale et ses bonnes proprietes electriques se reveles promoteur pour les applications photovoltaiques. L fobjectif de notre travail est la simulation et l foptimisation d fune cellule solaire tandem a base de materiaux III-N. L fetude, realisee avec le logiciel SCAPS-1D, porte sur les jonctions simples ITO/GaN/In....Ga....N et In...Ga...N/InN, puis la jonction double, en analysant l fimpact de l fepaisseur et du dopage sur les performances electriques de la cellule. Les simulations ont permis d fidentifier les configurations optimales des couches, ameliorant significativement le rendement global. La cellule tandem optimisee a atteint un rendement (.) de 42,281 %, avec une tension en circuit ouvert (Voc) de 1.3189 V, un courant de court-circuit (Jsc) de 34.498 mA/cm2 et un facteur de forme (FF) de 92.926 %.Ces resultats confirment le fort potentiel des structures tandem III-N pour le photovoltaique a haut rendement The work presented in this manuscript is part of ongoing research aimed at improving solar cell performance, with a particular focus on III-V materials. The InGaN alloy, due to its broad spectral coverage and excellent electrical properties, proves to be a promising candidate for photovoltaic applications. The objective of this study is the simulation and optimization of a tandem solar cell based on IIInitride materials. The analysis, carried out using the SCAPS-1D software, focuses on the singlejunction structures ITO/GaN/In....Ga....N and In...Ga...N/InN, followed by the double-junction configuration.The influence of layer thickness and doping on the electrical performance of the cell was thoroughly examined. . The simulations enabled the identification of optimal layer configurations, resulting in a significant improvement in overall efficiency. The optimized tandem cell achieved a power conversion efficiency (ā) of 42.281%, with an open-circuit voltage (Voc) of 1.3189 V, a short-circuit current density (Jsc) of 34.498 mA/cm2, and a fill factor (FF) of 92.926%. These results confirm the high potential of III-N tandem structures for high-efficiency photovoltaic applications