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Effets des excitons sur le rendement quantique de la cellule solaire CdS/CdTe par le modèle de la fonction diélectrique

O.A. Niasse1, B. Mbengue1, B. BA1, A. Ndiaye2 et I. Youm1

1 Laboratoire des Semi-Conducteurs et d’Energie Solaire, Département de Physique, Faculté des Sciences et Techniques, Université Cheikh Anta Diop, Dakar, Sénégal 2 Laboratoire d’Electronique, Informatique, Télécommunication et Energie Renouvelable, Université Gaston Berger, Saint Louis, Sénégal

Résumé

Le rendement quantique de la cellule solaire CdS/CdTe est étudié par simulation numérique à travers cet article. Les calculs font appel aux coefficients d’absorption des deux semi-conducteurs. Leurs expressions sont établies en fonction des parties réelle e1 et imaginaire e2 de la fonction diélectrique e. L’effet des excitons plus présent dans la bande ultraviolette a permis d’expliquer l’allure du front d’absorption du CdS dans le rendement quantique de la cellule solaire CdS/CdTe. Une étude comparative des résultats théoriques avec des mesures expérimentales relevées sur deux cellules solaires CdS/CdTe a permis de tester le modèle étudié dans la bande allant de 1,1 eV à 5,7 eV. Les résultats ont permis de remonter aux paramètres réels de la cellule solaire n-CdS/p-CdTe.

Abstract

The quantum efficiency ‘QE’ of an n-CdS/p-CdTe solar cell numerically computed is reviewed in this paper. The calculations are performed using absorption coefficient expressions derived from the complex dielectric function e (E) measured by S. Adachi from spectroscopic ellipsometry in the photon energy range 1.1 – 5.7 eV at room temperature. The analysis of quantum efficiency is based on the electronic energy band structure of CdS and CdTe. The investigations include excitons effects on QE through transitions near the fundamental absorption edges of both CdS (E0 = 2.48 eV) and CdTe (E0 = 1.58 eV) in the ultra violet and infrared regions. The theoretical results will be compared to that from experimental spectral responses of two CdS/CdTe solar cells in order to understand their behaviour and to know the limits of the model used for the computer simulations.

Mots clés

Cellule solaire – Rendement quantique – Excitons – Coefficient d’adsorption – Bande d’énergie – Simulation.

1300. Effets des excitons sur le rendement quantique de la cellule solaire CdS/CdTe par le modèle de la fonction diélectrique
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