Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 245-255 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:01980001502024500

Cellules solaires au GaAlAs/GaAs à faible et fort niveaux de courant. Optimisation détaillée du rendement de conversion

J.E. Bourée¹ et F. Therez<sup>2

1</sup>  Centre National d'Etudes Spatiales, 18, avenue Edouard-Belin, 31055 Toulouse, France
²  Laboratoire d'Automatique et d'Analyse des Systèmes, C.N.R.S., 7, avenue du Colonel-Roche, 31400 Toulouse, France

Abstract
The efficiency of GaAlAs solar cells is optimized with respect to the concentration ratio, series resistance and temperature. The proposed study describes the limitations yielded by the various physical and technological parameters. A detailed numerical analysis extends the results of a classical one for the GaAlAs/GaAs solar cell characteristics. The analysis of the main photovoltaïc properties leads to compare some structures with the others. The advanced theory shows a conduction law modification. Then, the physical parameter values which yield the maximum conversion efficiency at low and high current levels are reviewed. The effects of a temperature increase, a non-uniform conduction and the distortions of the energy bands at high doping densities are reported.

Résumé
L'étude proposée concerne l'optimisation du rendement des cellules au GaAlAs en fonction du niveau du courant, de la résistance série, de la température et en précise les limites dues aux différents paramètres physiques et technologiques. Une méthode détaillée de simulation numérique complète les résultats d'une étude classique des caractéristiques du fonctionnement des cellules solaires au GaAlAs/GaAs. L'analyse des principales propriétés photovoltaïques permet l'étude comparative des diverses structures. La théorie approfondie fait apparaître une modification des lois de conduction. Les valeurs des paramètres physiques qui rendent optimum le rendement de conversion à faible et fort niveaux de courant sont revues à partir de ces résultats. Les effets dus à l'élévation de la température, à la conduction non uniforme et aux distorsions des bandes d'énergie pour les dopages élevés sont développés.

PACS
7240 - Photoconduction and photovoltaic effects: photodielectric effects.
7340L - Electrical properties of semiconductor to semiconductor contacts, p n junctions, and heterojunctions.
8630J - Photoelectric conversion: solar cells and arrays.
8420 - Solar cells and arrays.

Key words
aluminium compounds -- gallium arsenide -- p n heterojunctions -- photoconductivity -- photovoltaic effects -- solar cells -- GaAlAs GaAs solar cells -- conversion efficiency -- concentration ratio -- series resistance -- temperature -- numerical analysis -- solar cell characteristics -- photovoltaic properties -- conduction law -- III V semiconductors -- p n junctions -- photoconductivity