N-Face Semi-Bulk Absorber Boosts Conversion Efficiency of InGaN Solar Cell
Rabeb Belghouthi
(1)
,
Amani Rached
(2)
,
Michel Aillerie
(3)
,
Ramdani Mohammed
(4, 5)
,
Rajat Gujrati
(6, 7)
,
Jean-Paul Salvestrini
(6, 7)
1
INSA Hauts-De-France -
INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France
2 University of Dammam - Imam Abdulrahman Bin Faisal University
3 LMOPS - Laboratoire Matériaux Optiques, Photonique et Systèmes
4 IETR - Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique
5 ESEO - École supérieure d'électronique de l'ouest [Angers]
6 Georgia Tech Lorraine [Metz]
7 Georgia Institute of Technology [Atlanta]
2 University of Dammam - Imam Abdulrahman Bin Faisal University
3 LMOPS - Laboratoire Matériaux Optiques, Photonique et Systèmes
4 IETR - Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique
5 ESEO - École supérieure d'électronique de l'ouest [Angers]
6 Georgia Tech Lorraine [Metz]
7 Georgia Institute of Technology [Atlanta]
Rabeb Belghouthi
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Amani Rached
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Michel Aillerie
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Rajat Gujrati
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Jean-Paul Salvestrini
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- IdHAL : jean-paul-salvestrini
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Résumé
The purpose of this paper is to investigate the N-face InGaN semi-bulk as a solution to achieve a high-efficiency solar cell based on III-nitride materials, which could mitigate the issues of both InGaN crystalline quality and charge polarization. Simulation of both InGaN bulk and semi-bulk with both N and Ga faces, using an analytical model, shows that this approach leads to a significant increase of the power conversion efficiency. It is found that the conversion efficiency of the new solar cell structure with 25% indium content is about three times larger than the one based on the fully relaxed bulk InGaN absorber (no detrimental effect of the polarization effect) with the same indium concentration. This approach could thus be beneficial to the realization of efficient InGaN-based solar cells.
Domaines
Sciences de l'ingénieur [physics]Format du dépôt | Notice |
---|---|
Type de dépôt | Article dans une revue |
Titre |
en
N-Face Semi-Bulk Absorber Boosts Conversion Efficiency of InGaN Solar Cell
|
Résumé |
en
The purpose of this paper is to investigate the N-face InGaN semi-bulk as a solution to achieve a high-efficiency solar cell based on III-nitride materials, which could mitigate the issues of both InGaN crystalline quality and charge polarization. Simulation of both InGaN bulk and semi-bulk with both N and Ga faces, using an analytical model, shows that this approach leads to a significant increase of the power conversion efficiency. It is found that the conversion efficiency of the new solar cell structure with 25% indium content is about three times larger than the one based on the fully relaxed bulk InGaN absorber (no detrimental effect of the polarization effect) with the same indium concentration. This approach could thus be beneficial to the realization of efficient InGaN-based solar cells.
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Auteur(s) |
Rabeb Belghouthi
1
, Amani Rached
2
, Michel Aillerie
3
, Ramdani Mohammed
4, 5
, Rajat Gujrati
6, 7
, Jean-Paul Salvestrini
6, 7
1
INSA Hauts-De-France -
INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France
( 1051411 )
- Voirie Communale Université Val Mont Houy,
59300 Aulnoy-Lez-Valenciennes
- France
2
University of Dammam - Imam Abdulrahman Bin Faisal University
( 456671 )
- Al Safa, Dammam 34221 8267, Arabie saoudite
- Arabie saoudite
3
LMOPS -
Laboratoire Matériaux Optiques, Photonique et Systèmes
( 202503 )
- Université de Lorraine - CentraleSupélec, 2 rue Edouard Belin, 57070 Metz
- France
4
IETR -
Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique
( 1089025 )
- Campus de Beaulieu Bâtiment 11D 263 Av.Général Leclerc-CS 74205 35042 Rennes Cedex
- France
5
ESEO -
École supérieure d'électronique de l'ouest [Angers]
( 499274 )
- 10 Boulevard Jean Jeanneteau, 49100 Angers
- France
6
Georgia Tech Lorraine [Metz]
( 24541 )
- Metz Technopôle 2-3 rue Marconi 57070 METZ
- France
7
Georgia Institute of Technology [Atlanta]
( 301990 )
- North Avenue, Atlanta, GA 30332
- États-Unis
|
Langue du document |
Anglais
|
Nom de la revue |
|
Volume |
52
|
Numéro |
11
|
Page/Identifiant |
7566-7575
|
Titre de la collection |
Journal of Electronic Materials
|
Audience |
Internationale
|
Vulgarisation |
Non
|
Comité de lecture |
Oui
|
Date de publication |
2023
|
Domaine(s) |
|
Référence interne |
|
Mots-clés |
en
Solar cell, high efficiency, InGaN, semi-bulk, N-face
|
DOI | 10.1007/s11664-023-10662-w |
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