Minimisation de l'effet de la grille collectrice dans une photopile solaire à haute concentration solaire

A. Cheknane; B. Benyoucef; J.-P. Charles; R. Zerdoum

doi:doi:10.1051/jp4:2005124044

Numéro		J. Phys. IV France Volume 124, Mai 2005


Page(s)		303 - 308
DOI		https://doi.org/10.1051/jp4:2005124044

J. Phys. IV France 124 (2005) 303-308
DOI: 10.1051/jp4:2005124044

Minimisation de l'effet de la grille collectrice dans une photopile solaire à haute concentration solaire

A. Cheknane¹, B. Benyoucef², J.-P. Charles³ and R. Zerdoum⁴

¹ Laboratoire d'Études et Développement des Matériaux Semiconducteurs et Diélectriques, Université Amar Telidji, Laghouat, Algérie
² Laboratoire des Matériaux et des Énergies Renouvelables- LMER, Tlemcen, Algérie
³ MOPS, SUPELEC, 2 rue Édouard Belin, 57070 Metz, France
⁴ Université Fahd, Royaume Arabie Saoudite

Résumé
Une fois la croissance cristalline et la jonction sont réalisées, on collecte la puissance électrique délivrée par la photopile au moyen des contacts métalliques déposés sur deux faces. Sur la face arrière il n'y a pas de problèmes particuliers puisque toute la surface peut être utilisée ; la face avant pose essentiellement deux problèmes :

Du point de vue optique, le taux de couverture doit être faible car la surface cachée par la métallisation est inactive ;

Du point de vue électrique, le drainage des photoporteurs doit se faire avec le minimum de chutes de tension dans le semi-conducteur comme dans le métal.

L'objectif de notre travail est de minimiser l'effet de la grille de collecte d'une photopile solaire à homojonction (Si n⁺p) d'une géométrie circulaire (rayon ${\rm a}=4.9$ cm), ayant une métallisation à l'argent ( $\rho_{M}=1.610^{-6}\, \Omega$ .cm) et une résistance de contact $\rho_{C}=10^{-5}\Omega$ .cm². Nos calculs sont faits sous les conditions : AM1.5 et une concentration variant de 1à1000 soleils.

Les différentes pertes causées par cette grille sont :

- La puissance perdue par l'occultation de la grille (taux d'ombre),

- Perte due au contact métal/semi-conducteur,

- Puissance dissipée dans la résistance de couche entre barreaux,

- Les pertes dans la métallisation de la grille.

Nous résumons, dans cet article, les résultats de notre modélisation par :

$\ast$ Dans l'intervalle [1, 200 soleils] le rendement de conversion varie de 14.7% à 18.1% pour un angle thêta (= 1/2 angle entre deux doigts consécutifs de grille) variant de 0.116 rad à 0.044 rad,

$\ast$ Dans l'intervalle $[ {200,1000\ {\rm soleils}} ]$ le rendement de conversion varie de 17.8% à 16.98% qui correspond ainsi à une variation de 0.041 rad à 0.026 rad de l'angle thêta.