Optimisation du rendement d’une cellule solaire perovskite TCO/TiO2/MAPbI3/CuI : Effet du coefficient d’absorption des phases cristallines (MAPbI3)

Abstract

Dans ce travail, une étude numérique a été menée sur la cellule solaire à pérovskite de structure TCO/TiO2/MAPbI3/CuI, à l’aide du logiciel SCAPS-1D, afin d’étudier l’influence du coefficient d’absorption des phases cristallines du Triiodure de plomb et de Méthyl ammonium (MAPbI3) sur ses performances. Une modélisation de la structure étudiée a été effectuée sous conditions standards d’illumination (AM1.5G, 1000 W/m² et 300 K), avec une variation du coefficient d’absorption des phases cristallines du MAPbI3 : Phase Cubique, Phase Tétragonale et Phase Orthorhombique, pour analyser les performances photovoltaïques obtenues. Les résultats montrent la phase cubique présente les meilleures performances grâce à son absorption élevée, permettant l’amélioration de la densité de courant de court-circuit Jsc, du facteur de forme FF, de la tension en circuit ouvert Voc et le rendement de conversion η. De plus, l’optimisation de cette structure a montré une amélioration proportionnelle des performances photovoltaïques avec l’augmentation de l’épaisseur de MAPbI3. Le rendement maximal théorique obtenu pour la phase cubique est de 27.31% pour une épaisseur égale à 1200 nm, tandis que la phase tétragonale a donné un rendement de 23.53%. La phase orthorhombique se classe la troisième avec un rendement de 20.75% ; Les résultats obtenus confirment l’importance des propriétés cristallines et géométriques de la couche absorbante pour l’amélioration des performances des cellules solaires à pérovskite à base de MAPbI3.