Etude et simulation des couches minces Tampons ZnS/CdS dans les structures photovoltaïques à base de CZTS

Abstract

Cette étude comparative de simulation numérique étudie les caractéristiques électriques de deux cellules solaires à couches minces à hétérojonction basées sur le sulfure d'étain de cuivre et de zinc Kësterites. L’étude a comparé deux cellules solaires de structures différentes, Oxyde de zinc ZnO/Sulfure de cadmium CdS/Kësterites CZTS/Molybdène Mo et Oxyde de zinc ZnO/Sulfure de zinc ZnS/Kësterites CZTS/Molybdène Mo, pour déterminer laquelle est la plus efficace pour atteindre une efficacité photovoltaïque maximale. Les résultats ont montré que la cellule solaire ZnO/ZnS/CZTS/Mo est la meilleure option, surpassant la cellule solaire CdS/CZTS/Mo en termes de densité de courant de courtcircuit JCC, de tension en circuit ouvert VCO, de facteur de forme FF et d’efficacité photovoltaïque η. L'étude a également étudié l'effet du dopage et de l'épaisseur des couches de CZTS et de ZnS sur les paramètres photovoltaïques. La cellule solaire ZnS/CZTS optimisée a atteint une efficacité de 16,29 % pour des épaisseurs de couche de ZnS et CZTS de 0,02 μm et 4 μm, respectivement, et des concentrations de dopage de1018 et 1016 cm-3, respectivement. Dans l’ensemble, cette étude fournit des informations précieuses pour concevoir des cellules solaires plus efficaces et optimiser leur efficacité photovoltaïque à l’aide des matériaux Kësterites CZTS, CdS et ZnS.