Optimization by simulation of a thin film solar cell based on lead sulphide (PbS)

Abstract

L'objectif de ce travail est d'optimiser par simulation, à l'aide du logiciel SCAPS, certains paramètres de la couche absorbante en PbS d'une cellule solaire à couches minces. Ces paramètres sont l'épaisseur, la bande interdite, la densité de dopage et la densité de défauts. Les résultats trouvés ont montré que les meilleures performances photovoltaïques de la cellule solaire telles que : VCO = 0.9979 V, Jsc = 31.58 mA/cm2, FF = 85.70 % and 𝜂 = 27.01% sont obtenues pour XPbS = 3 μm, Eg = 1.4 eV, NA = 1016 cm-3 and Nt = 1010 cm-3.

The aim of this work is to optimize by simulation, using the SCAPS software, some parameters of the PbS absorber layer of a thin film solar cell. These parameters are the thickness, the bandgap, the doping density and the defect density. The results found showed that the best photovoltaic performances of the solar cell such as: VCO = 0.9979 V, Jsc = 31.58 mA/cm2, FF = 85.70 % and 𝜂 = 27.01% are obtained for XPbS = 3 μm, Eg = 1.4 eV, NA = 1016 cm-3 and Nt = 1010 cm-3.

الهدف من هذا العمل هو تحسين بعض معاملات طبقة الامتصاص PbS لخلية شمسية رقيقة عن طريق المحاكاة باستخدام برنامج SCAPS. هذه المعاملات هي السُمك، حزمة الفجوة، كثافة المنشطات وكثافة العيوب. أظهرت النتائج التي تم التوصل إليها أن أفضل أداء للخلية الشمسية على ذكر VCO = 0.9979 V، Jsc = 31.58 mA/cm2، FF = 85.70 % و 𝜂 = 27.01% تم الحصول عليها من أجل XPbS = 3 μm، Eg = 1.4 eV، NA = 1016 cm-3 و Nt = 1010 cm-3.