Sciences & technologie. B, Sciences de l’ingénieur
Volume 0, Numéro 35, Pages 41-50

Modelisation De L’effet De La Passivation Arriere Et Frontale Pour L’optimisation Du Rendement D’une Cellule Solaire à Base De Silicium Polycristallin

Auteurs : Benloucif N . Mansour F .

Résumé

Dans ce travail, nous proposons une modélisation d’une cellule solaire à base de silicium polycristallin sous l'effet de la couche arrière de passivation. Une comparaison de différentes couches de passivation arrière, notamment la couche épaisse d'oxyde thermique et la couche d’aluminium diffusée utilisé comme contact électrique sera faite. L’aluminium peut être évaporé directement sur la couche arrière de la cellule ou évaporé sur une couche de silicium fortement dopée, créant un champ électrique sur l’arrière de la cellule (structure BSF). Les couches de passivation arrière peuvent refléter des photons à l'intérieur de la cellule. Ainsi, ils prolongent leur trajet, facilitant leur absorption, tout en diminuant la vitesse de recombinaison en surface des porteurs minoritaires dans la région de base. La réflectivité interne devrait être aussi élevée que possible permettant un bon piégeage des photons. Parmi les différentes couches de passivation arrière étudiées, la structure oxyde de silicium / nitrure de silicium/ oxyde de silicium obtenu par PECVD est avérée optimum. La taille de grain du polysilicium joue un rôle dominant dans la détermination des propriétés électriques et photovoltaïques du silicium. Les joints de grain agissent en tant que pièges et centres de recombinaison. Si la taille de grain est petite, les porteurs rencontrent un plus grand nombre de joints de grains. Sachant que le joint de grains se comporte souvent comme piège pour les électrons, la résistance augmente, ce qui conduit à un léger échauffement de la cellule solaire. Dans ce travail, nous avons également proposé une passivation frontale de l’émetteur par une couche de nitrure de silicium. Nous avons ainsi noté une amélioration très nette, du rendement de conversion pour des rapports de gaz élevés. Enfin, les résultats montrent que la structure de la cellule Si3N4 / P+ N / oxyde / SiNx / osyde est la plus performante.

Mots clés

Silicium ploycristallin, passivation arrière, taille de grain, nitrure de silicium. Rendement de conversion