Rendement théorique des cellules solaires p Ga1-χAl χAs-n Ga1-yAlyAs a gradients de bande nterdite

J.-E. Bourée

Une analyse théorique détaillée des cellules solaires P Ga1-χ AlχAs-N Ga1-yAlyAs à gradients de bande interdite montre que leurs rendements de conversion d'énergie à air-masse zéro sont supérieurs à ceux des cellules au GaAs conventionnelles. Cette analyse tient compte de la recombinaison des porteurs minoritaires en surface et en volume, du champ électrique et de l'épaisseur propres à la couche superficielle et à la couche de base, mais elle néglige la recombinaison dans la région de la jonction, les pertes dues à la résistance série et celles dues à la réflexion sur la surface. L'amélioration des rendements provient essentiellement de l'existence des champs électriques internes dans chacune des couches, leur origine étant liée aux gradients des bandes interdites. Ces champs d'entraînement ont pour effet d'accélérer les porteurs minoritaires créés vers la jonction P-N, ce qui équivaut à une réduction de la recombinaison en surface, donc à une augmentation du rendement de collecte des porteurs. On peut ainsi prévoir, en prenant une vitesse de recombinaison en surface de 105 cm.s-1 et des longueurs de diffusion de 3 μm et 1 μm respectivement pour les électrons et les trous, un rendement de conversion AMO maximum de 21,4 %.

Mots clés: gallium arsenide; III V semiconductors; p n homojunctions; solar cells; graded band gap P Ga sub 1 x Al sub x As N Ga sub 1 y Al sub y As solar cells; theoretical analysis; air mass zero energy conversion efficiencies; minority carrier recombination; electric field; base layers; P N junction; drift fields; surface recombination; collection efficiency; diffusion lengths; thickness; surface layers

Domaines: Articles anciens

J.-E. Bourée. Rendement théorique des cellules solaires p Ga1-χAl χAs-n Ga1-yAlyAs a gradients de bande nterdite. Revue de Physique Appliquée, 1977, 12 (4), pp.559-572. ⟨10.1051/rphysap:01977001204055900⟩. ⟨jpa-00244210⟩