| Titre : | Design and investigate of II-VI thin film solar cells |
| Titre original: | Conception et investigation des cellules solaires en couches minces II-VI |
| Auteurs : | Slimane Chala ; Nouredine Sengouga, Directeur de thèse |
| Support: | Thése doctorat |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Mohamed Khider university of Biskra, 2017 |
| Langues: | Anglais |
| Mots-clés: | CdO/Si solar cell, ZnO/Si solar cell, Sol–gel, Characterisation, Simulation, Defects |
| Résumé : |
L’énergie solaire est l’une des filières très prometteuse comme alternatif aux sources d’énergie classique. Mais le rendement des panneaux solaires aujourd’hui sont loin d’être concluantes pour le choix de cette filière. Le composant de base de cette filière est la cellule solaire. Cette dernière peut être réalisée par différents matériaux semi-conducteurs comme le silicium. Le Silicium monocristallin s’avère très couteux. Une alternative moins chère est les cellules solaires en couches minces. Les meilleurs compromis rendement-cout sont les filières silicium amorphe (a-Si) et les semiconducteurs II-VI (CdO, CdTe, CdS, ZnO, ZnTe, ZnS…). Les oxydes conducteurs transparent (TCO : Transparent Conducting Oxides) des films minces ont une grande importance dans des applications de dispositifs électroniques. Ils sont basés sur les semiconducteurs II-VI qui sont souvent des oxydes métalliques (ZnO, CdO, MgO...). Ils sont des semiconducteurs de type n avec un gap d’énergie élevée et il est considéré comme l'un des matériaux prometteurs pour les applications photovoltaïques en raison de sa grande conductivité électrique et la transmission optique dans la région visible du spectre solaire. L'intérêt pour l'étude d'oxyde de Cadmium (CdO) et d'oxyde de Zinc (ZnO) pour les applications photoniques a augmenté considérablement en raison de ses propriétés électriques et optiques prometteuses. Des cellules solaires réelles à base d'hétérostructures CdO/p-Si et ZnO/p-Si présentent cependant une faible performance photovoltaïque. Dans ce travail, la simulation numérique est utilisée pour élucider cette mauvaise performance en considérant deux cas. Le CdO et le ZnO sont tout d'abord considérés comme des semi-conducteurs cristallins parfaits. Le deuxième cas modélise CdO et ZnO en tant que semiconducteurs avec une distribution continue d'états de défauts dans leurs band-gaps, semblable à un semi-conducteur amorphe, constitué de deux bandes de queue (accepteurs et donneurs) et deux bandes Gaussiennes de niveau profond (accepteurs et donneurs). Évidemment, le premier cas a produit des résultats loin de la réalité. Dans le second cas, cependant, et en ajustant les constituants des états de band-gap, nous avons pu reproduire un bon accord entre la simulation et les mesures de ces cellules solaires.
Solar energy is one of the promising sectors as an alternative to conventional energy sources. But the efficiencies of solar panels today are far from conclusive for the choice of this sector. The basic component of this industry is the solar cell. The latter can be carried out by various semiconductor materials such as silicon. The monocrystalline silicon is very expensive. A cheaper alternative is solar cells in thin layers. The best compromise performance-cost amorphous silicon are the chains (a-Si) and II-VI semiconductors (CdO, CdTe, CdS, ZnO, ZnTe, ZnS ...). The transparent conductive oxides (TCO: Transparent Conducting Oxides) thin films have great importance in applications of electronic devices. They are based on II-VI semiconductors which are often metal oxides (ZnO, CdO, MgO...). They are n-type semiconductors with a high energy gap and it is considered one of promising materials for photovoltaic applications due to its high electrical conductivity and optical transmission in the visible region of solar spectrum. The interest in the study of Cadmium oxide (CdO) and Zinc oxide (ZnO) for photonic applications has increased significantly because of their promising electrical and optical properties. Real solar cells based on CdO/p-Si and ZnO/p-Si heterostructures show a poor photovoltaic performance. However, in this work numerical simulation is used to elucidate this poor performance by considering two cases. CdO and ZnO are firstly considered as perfect crystalline semiconductors. The second case models CdO and ZnO as semiconductors with continuous distribution of defects states in their band gaps, similar to an amorphous semiconductor, made of two tail bands (donor-like and acceptor-like) and two Gaussian distribution deep level bands (acceptor-like and donor-like). Evidently the first case produced results far from reality. In the second case, however, and by adjusting the constituents of the band gap states we were able to reproduce a good agreement between simulation and measurements of these solar cells. |
Exemplaires (2)
| Cote | Support | Localisation | Disponibilité | Emplacement |
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| TH/2118 | Thèse doctorat | Bibliothèque centrale El Allia | Exclu du prêt | Salle de consultation |
| TH/2118 | Thèse doctorat | Bibliothèque centrale El Allia | Exclu du prêt | Salle de consultation |
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