Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 145-154 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:01978001303014500

Optimization of graded band gap CdHgTe solar cells

A. Bouazzi, Y. Marfaing et J. Mimila-Arroyo

Laboratoire de Physique des Solides - C. N. R. S. 1, place A.-Briand, 92190 Meudon, France

Abstract
A p-n junction is considered with a p-type graded band gap CdHgTe alloy as the front layer and an n-type CdHgTe alloy of uniform band gap as the base region. The optimization of solar energy conversion is conducted with respect to two constitutive parameters : the gradient of the band gap and the thickness of the front layer. The presence of an accelerating quasi-electric field near the surface makes the grade structure less sensitive to recombination effects than a CdTe homojunction. Depending on the bulk lifetime (10-9 s - 5 x 10- 10 s) and the surface recombination velocity (105 cm/s -106 cm/s) an AMI power efficiency between 17.90 an 19.75 % is predicted.

Résumé
Une jonction p-n est considérée avec une couche frontale formée d'un alliage CdHgTe de type p à bande interdite variable (BIV) et une base formée d'un alliage homogène CdHgTe de type n. La recherche du rendement maximum de conversion énergétique est conduite par rapport à deux paramètres constitutifs : le gradient de bande interdite et l'épaisseur de la couche frontale.. La présence d'un quasi-champ électrique accélérateur près de la surface rend la structure à BIV moins sensible aux effets de recombinaison que l'homojonction p-n CdTe. Dépendant de la recombinaison en volume (τn = 10-9 s - 5 x 10-10 s) et de la vitesse de recombinaison superficielle (S = 105 cm/s -10 6 cm/s), un rendement de 17,9 à 19,75 % est prévu sous éclairement AM1.

PACS
8630J - Photoelectric conversion: solar cells and arrays.
4250 - Photoelectric devices.
8420 - Solar cells and arrays.

Key words
energy gap -- II VI semiconductors -- p n homojunctions -- solar cells -- graded band gap CdHgTe solar cells -- p n junction -- p type graded band gap CdHgTe alloy -- n type CdHgTe alloy of uniform band gap -- optimization of solar energy conversion -- recombination effects -- bulk lifetime -- surface recombination velocity -- power efficiency -- band gap gradient -- layer thickness -- accelerating quasielectric field