Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 1139-1145 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:019880023060113900

Optimisation du rendement d'une photopile

F. Pelanchon¹, P. Mialhe² et J.-P. Charles<sup>3

1</sup>  Centre de Documentation Universitaire Scientifique et Technique, CEDUST, B.P. 3929, Damas, Syrie
²  Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de la Technologie, ISSAT, B.P. 7028, Damas, Syrie
³  Centre d'Electronique de Montpellier, Université des Sciences et Techniques du Languedoc, Place E. Bataillon, 3406 Montpellier, France

Abstract
The optimization of solar cell parameters has been the subject of many papers : values corresponding to practical ranges for the internal parameters of a Si cell structure are considered ; the efficiency of the cell is related to these parameters through a diode model and a mathematical formulation leads to optimized parameters. This work is a modelling study that aims to determine the best parameter values in order to obtain the maximum efficiency : assuming a 100 mW.cm-2 incident light power, integrated over the whole spectrum and completely absorbed by the solar cell, it is shown that a 21 % efficiency may be obtained for a solar cell with an open-circuit voltage lower than 700 mV, a quality factor greater than one, provided that the diffusion current is minimized while the intensity of the recombination current is as high as 10-8 A.cm-2.

Résumé
Cette étude en modélisation recherche les conditions sur des paramètres liés à la structure des photopiles au silicium pour obtenir une puissance disponible maximale. Elle montre la possibilité d'obtenir un rendement idéal de conversion photovoltaïque élevé, voisin de 21 % (en supposant une puissance lumineuse incidente de 100 mW.cm-2 intégrée sur tout le spectre et totalement absorbée par la photopile), avec une structure dont le facteur de qualité est très supérieur à l'unité et la tension en circuit ouvert inférieure à 700 mV. L'analyse du courant de saturation inverse permet de prévoir ces performances pour des photopiles idéales, mais aussi pour des photopiles dont le facteur de qualité est proche de 2, avec un courant de diffusion minimisé, alors que l'intensité du courant de recombinaison peut atteindre des valeurs de l'ordre de 10-8 A.cm-2.

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

Key words
elemental semiconductors -- silicon -- solar cells -- solar cell parameters -- diode model -- optimized parameters -- efficiency -- quality factor -- diffusion current -- recombination current -- 21 percent -- Si solar cells