Optimisation et simulation de l’efficacité des cellules solaires industrielles à émetteurs enterrés à base de silicium multicristallin

Abstract

L’énergie solaire est la source d’énergie la plus attrayante et la plus intéressante parmi les énergies renouvelables. Elle concerne la transformation directe de la lumière du soleil (photons) en électricité grâce à des cellules photovoltaïques. L’objectif de ce travail est d’étudier les cellules solaires photovoltaïques à émetteurs enterrés où tous les contacts sont en face arrière (la face non éclairée). Dans le premier chapitre, nous allons rappeler les notions préliminaires sur le rayonnement solaire et le principe de fonctionnement des cellules solaires conventionnelles. Nous aborderons par la suite les paramètres électriques caractéristiques des cellules conventionnelles et les différentes sources de pertes influençant le rendement de conversion. Dans le second chapitre, nous allons exposer des différentes technologies sur lesquelles se basent les cellules solaires à haut rendement (PERC, IBC, EWT, MWT…) et l'importance de la formation et la diffusion de l'émetteur dans la fabrication des cellules solaires. Nous décrirons cette technique en détail. Nous avons également abordé les mécanismes de diffusion dans le silicium, le choix du type de substrat et les différents critères permettant la fabrication de cellules à hauts rendements. Finalement, le troisième chapitre sera consacré à la simulation numérique de la cellule solaire en silicium multicristallin à contacts arrières. Une étude sur l’influence des différents paramètres géométriques et physiques sera menée afin de comprendre le fonctionnement de ce type de cellules pour atteindre un rendement maximal. Nous nous intéressons à l’optimisation grâce à la simulation par le simulateur numérique PC3D qui peut nous aider à déterminer des paramètres critiques des cellules photovoltaïques à contacts arrières afin d’augmenter le rendement et réduire ainsi le coût de fabrication.