Etude et optimisation des absorbeurs Cu2ZnSn(SxSe1-x)4 en couche mince pour des applications photovoltaïques

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 SCAPS-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]) sur les performances des cellules solaires étudié. Les résultats de la simulation obtenus ont montré que : Il n’est pas nécessaire d’utiliser une couche absorbante trop épaisse si on veut faire un compromis entre l’efficacité et le coût pour une production des cellules CZTSSe très efficace. Il est aussi 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 0.5 à 0.6 et les performances sont meilleures (η=16.09%) pour un gap optimal (pour Eg compris entre 1.3 et 1.38 eV). Ainsi 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.