Simulation et Optimisation des cellules solaires photovoltaïque à base de CdTe

Abstract

Ce travail a pour objectif l'étude et la simulation des cellules solaires photovoltaïques basées sur le matériau CdTe, dans le cadre de la contribution au développement des énergies renouvelables, considérées comme des sources propres et respectueuses de l’environnement. Le CdTe est un semi-conducteur possédant une structure de bandes avec une bande interdite indirecte de 1,5 eV à température ambiante, ce qui permet l’absorption d’un grand nombre de photons et la génération de paires électron-trou, un phénomène connu sous le nom de photo génération. Dans ce travail, nous avons étudié l'effet de la concentration de dopage et de l’épaisseur des couches de CdS (couche tampon) et CdTe (couche absorbante), en utilisant le logiciel de simulation WxAMPS-1D. Les résultats obtenus après optimisation sont les suivants : Tension en circuit ouvert (Vco) : 0,90 V, Densité de courant de court-circuit (Jcc) : 26.79 mA/cm² ,Facteur de forme (FF) : 73.43 %, Rendement de conversion (EFF): 19.02 % Mots clés : Cellules solaires photovoltaïques , Tellurure de cadmium(CdTe), Logiciel WxAMPS-1D, Épaisseur des couches, Concentration de dopage, Rendement de conversion. Abstract: The aim of this work is to study and simulate photovoltaic solar cells based on CdTe material, as part of the contribution to the development of renewable energy sources, which are considered clean, environmentally friendly. CdTe is a semiconductor with a band structure featuring an indirect band gap of 1.5 eV at room temperature, allowing the absorption of a large number of photons and the generation of electron-hole pairs a phenomenon known as photo generation. In this work, we investigated the effect of doping concentration and layer thicknesses of CdS (buffer layer) and CdTe (absorber layer) using the simulation software WxAMPS-1D. The results obtained after optimization are as follows: Open-circuit voltage (Voc): 0.90 V, Short-circuit current density (Jcc): 26.79 mA/cm², Fill factor (FF): 73.43%, Conversion efficiency (EFF): 19.02%. Keywords: Photovoltaic solar cells, Cadmium Telluride (CdTe), WxAMPS-1D software, Layer thickness, Doping concentration, Conversion efficiency.