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Conclusion générale
Dans ce travail, nous avons développé un modèle numérique permettant de prédire les propriétés de transport dans la structure p+-n-n+ à base de GaAs avec une fenêtre AlGaAs, les équations phénoménologiq89ues décrivant le processus de transport de la cellule solaire p+-n-n+ à base de GaAs incluent : l’équation de Poisson, les équations de continuité des électrons et des trous libres, et les équations des densités de courant des électrons et des trous. Les différentes variables sont fonction seulement de la coordonnée spatiale x.
La cellule solaire p+-n-n+ à base de GaAs est traitée comme un dispositif unidimensionnel, et discrétisée spatialement selon la méthode des différences finies. La résolution numérique des équations de transport est effectuée par la méthode itérative de Newton. Cette méthode consiste à résoudre, simultanément, les équations de transport, et permet de déterminer les variables principales : le potentiel électrique et les densités des électrons et des trous libres. La résolution numérique est programmée par le langage de programmation MATLAB.
Cette étude nous a permis d’examiner les paramètres externes de la cellule solaire AlGaAs/GaAs irradié par les trois types de l’irradiation, électrons, protons et neutrons telles que : la densité de courant, la tension de circuit ouvert, le facteur de remplissage et le rendement, et étudier, par la suite, la caractéristique J-V et la réponse spectrale et leur dépendance avec les paramètres suivants qui peuvent avoir un effet sur ces caractéristiques (dans les trois cas d’irradiation, électrons, protons et neutrons):
La fluence de l’irradiation des électrons.
Le type de piège (à électron ou à trous).
Le niveau énergétique de piège (profond ou non profond).
Les résultats essentiels que nous avons tirés de cette étude sont comme suit (dans les trois cas d’irradiation, électrons, protons et neutrons):
1) L’augmentation de la fluence (dose) des irradiations diminue les paramètres externes de la cellule AlGaAs/GaAs, la tension de circuit ouvert 𝑉𝑐𝑜, le courant de court circuit 𝐽𝑠𝑐, le facteur de forme FF et le rendement de conversion 𝜂.
2) Le rendement de conversion 𝜂 est le paramètre le plus sensible, alors que le FF est le moins sensible.
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3) La dégradation de la réponse spectrale est dominée par l’augmentation de la fluence (dose) de l’irradiation, électrons, protons et neutrons.
4) L’influence des pièges à trous non profonds est moins intense que celle des pièges à électrons profonds.
5) La diminution de la densité de courant 𝐽𝑠𝑐 est due à l’augmentation de la recombinaison, liée à l’augmentation de la densité des défauts.
6) La densité de tous les défauts croit avec la dose, la photogénération par tous les photons (basse et haute énergie) sera influencée.
7) La dégradation des performances de la cellule est dominée par la présence des pièges profonds à électrons considérés comme centres de recombinaison.
8) L'utilisation d'un écart progressive de fenêtre AlxGa1-xAs améliore la résistivité de la cellule à une irradiation, électrons, protons ou neutrons.
9) l'augmentation de l'épaisseur de la fenêtre AlxGa1-xAs graduelle de 0.09 à 0.3 𝜇𝑚 améliore la résistivité de la cellule solaire à l'irradiation, électrons, protons ou neutrons.
10) La densité de courant 𝐽𝑠𝑐 est plus sensible à une irradiation électronique tandis que 𝑉𝑐𝑜 est un peu plus sensibles à l'irradiation protonique. Cela donne à peu près le même effet de ces deux types d'irradiation sur le rendement de conversion de la cellule.
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