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Imagerie Hyperspectrale de luminescence de cellules solaire à base de silicium

Les cellules solaires à base de silicium sont une technologie fiable avec une longue durée de vie. Les cellules à base de silicium représentent environ 90% de la part des panneaux solaires vendus dans le monde. Malgré une courbe d’apprentissage de plus de 20 ans, cette génération de panneaux solaires continue de faire face à des défis de fabrication et de mise à l’échelle. Une meilleure compréhension des mécanismes de perte pourrait aider à améliorer cette génération de cellules solaires et en faire des candidats intéressants des applications de récolte d’énergie à l’intérieur.

Cartes d’électroluminescence d’un dispositif au silicium extraites de données hyperspectrales à a) 1040 nm et b) 1140 nm.
Fig. 1 - Cartes d’électroluminescence d’un dispositif au silicium extraites de données hyperspectrales à a) 1040 nm et b) 1140 nm.

Une bonne cellule solaire doit être aussi luminescente que possible [1]. La cartographie de l’intensité de photoluminescence (PL) ou d’électroluminescence (EL) fournit un moyen rapide d’évaluer les pertes non radiatives et d’obtenir des informations sur l’efficacité d’un matériau. Les plates-formes IMA et GRAND-EOS de Photon etc. fournissent des cartes PL et EL résolues spectralement et spatialement sur différents champs de vues allant de quelques centaines de micromètres carrés (IMA) à quelques centimètres carrés (GRAND-EOS). La figure 1 montre des images EL d’un dispositif à base de silicium sur un champ de vue de 2 cm x 2 cm montrant de petites inhomogénéités sur le dispositif.

Dans cet article du Dr. Behrang Hamadani [2] du National Institute of Standard and Technology (NIST), des mesures d’électroluminescence absolues effectuées avec le GRAND-EOS ont été utilisées pour étudier les taux d’émission radiatifs externes dans les cellules solaires. Les profils d’émission spectrale EL d’un champ de vue de 2 cm x 2 cm ont été obtenus en fonction du courant d’injection fourni par une source de courant externe. L’information recueillie sur les taux radiatifs conduit à un calcul direct du rendement quantique externe de luminescence, des courbes I – V et d’importants paramètres de perte d’énergie pour les cellules solaires.

Pour plus d’information, contactez info@photonetc.com

[1] Miller, O. D., Yablonovitch, E., & Kurtz, S. R. (2012). Strong Internal and External Luminescence as Solar Cells Approach the Shockley–Queisser Limit. IEEE Journal of Photovoltaics, 2(3), 303–311.

[2] Hamadani, B. H. (2020). Understanding photovoltaic energy losses under indoor lighting conditions. Applied Physics Letters, 117(4), 043904.

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