Influence of SHJ silicon heteroJunction cells heterogeneities on their performances

Influence des inhomogénéités spatiales des cellules photovoltaïques à hétérojonction de silicium sur leur performances Dans un contexte où les substrats de silicium monocristallin disponibles dans le commerce permettent des durées de vie de porteurs de charges de plusieurs millisecondes, l’état de passivation des surfaces du silicium dans les cellules solaires à hétérojonction de silicium vient au premier plan pour l’amélioration des performances de ces cellules produites industriellement. Premièrement les défauts de passivation des faces avant et arrière du dispositif ont été étudiés en combinant simulations (Silvaco) et expériences. Ceci a permis la compréhension et la quantification des phénomènes physiques impliqués dans les pertes associées aux défauts de passivation. L’influence de la variation des propriétés des défauts a ensuite été révélée dans les conditions standard de test ainsi que sous différentes illuminations et températures de fonctionnement afin de reproduire les conditions réelles de fonctionnement des cellules. De plus, il est connu que la qualité de passivation des bords des cellules est moindre comparée à celles de ses surfaces avant et arrière. Cela est d’autant plus important avec l’essor des modules photovoltaïques à cellules découpées. Ces cellules étant plus petites le courant les parcourant, et donc les pertes résistives associées, sont réduites. Dans ces cellules, des bords sont générés par les découpes et le ratio périmètre/surface étant élevé, les effets de bords sont exacerbés. Dans un second temps, un code inédit de simulation a donc été développé afin d’étudier ces effets sur les performances des cellules. Cela a permis de comprendre et quantifier les phénomènes et impliqués dans les pertes liées aux bords des cellules entières et coupées. En particulier les performances d’une cellule ont été liées à la vitesse de recombinaison sur ses bords quelles que soient la taille et la géométrie de la cellule. Pour chacune de ces études, des recommandations pratiques pour la réduction de ces pertes sur des cellules produites de façon industrielle ont été formulées.