Numerical study and optimization of Thin film Cu2ZnSn(SxSe1-x)4 absorbers For photovoltaic application using wxAMPS-1D

Abstract

Dans ce travail nous avons étudié les caractéristiques électriques d’une cellule solaire à base de Cu2ZnSn(SxSe1-x)4. Pour optimiser la cellule solaire, nous avons procédé à la simulation de la structure de type: Al/ZnO/i-ZnO/In2Se3/CZTSSe/Mo/Verre en couches minces à l’aide d’un logiciel wxAMPS-1D, afin de déterminer les conditions optimale des couches minces de CZTSSe, leurs propriétés physiques, optique et l'effet de la variation du rapport [S]/([S]+[Se]) Nous montrons le rôle de la formation de la couche de composés lacunaires ordonnés (OVC) entre la couche tampon et la partie absorbante sur les performances du dispositif étudié. Nous montrons le rôle de la formation de la couche de composés lacunaires ordonnés (OVC) entre la couche tampon et la partie absorbante sur les performances du dispositif étudié. Les résultats de la simulation obtenus ont montré que : Il est important de contrôler et même de limiter la concentration des défauts dans la couche absorbante si on veut produire des cellules CZTSSe efficaces. l’apport du Soufre dans Cu2ZnSn(SxSe1-x)4 améliore le rendement qui est maximale pour x varie de 0.6 à 0.8 et les performances sont meilleures (η=16.6%) pour un gap optimal (pour Eg compris entre 1.3 et 1.38 eV) .Les résultats obtenus montrent que cette couche OVC est importanteةAinsi les performances des cellules solaires sont optimales pour des valeurs de la fonction de travail du métal du contact arrière W (5.3 à 5.6 eV), afin d’améliorer le collecte des porteurs photo-générés.