Etude des propriétés optiques, diélectriques et électriques d’une cellule solaire silicium nanotexturé.

Abstract

Ce mémoire explore l'étude des propriétés optiques, diélectriques et électriques d'une cellule solaire silicium nanotexturée, afin d’obtenir un rendement de production élevé tout en utilisant des matériaux à bas coût. La nanostructuration du silicium est réalisée par gravure chimique assistée par métal (MACE), créant des nanofils capables de piéger efficacement la lumière et de minimiser les pertes par réflexion. Le dopage des nanostructures est effectué via une méthode sol-gel, une approche simple et économique comparée aux techniques traditionnelles. Les résultats de la caractérisation optiques démontrent une intensité accrue dans le visible (400- 650 nm) pour les échantillons de silicium nanotexturé dopés. Les caractérisations diélectriques révèlent une permittivité élevée en basses fréquences pour le silicium nanotexturé non dopé, réduite par dopage grâce à la mobilité des porteurs. Les rendements de conversion de 1,35 et 2,74 % obtenus avec des échantillons dopés à partir des mesures électriques confirment le fonctionnement photovoltaïque. Bien que modestes, ces rendements valident la faisabilité de l'approche et ouvrent des perspectives d'optimisation via l'ajustement des paramètres de gravure, l'amélioration des techniques de dopage et l'intégration de couches antireflets supplémentaires. Ce travail souligne le potentiel des nanostructures de silicium pour concilier performance et réduction des coûts. Les pistes d'amélioration incluent l'exploration de jonctions radiales, l'utilisation de matériaux tandem (pérovskites/silicium) et l'adaptation des procédés à une production industrielle. À long terme, cette technologie pourrait contribuer à une énergie solaire plus compétitive et durable.