I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l. 9 ,   No . 6 ,  Dec em b er   201 9 ,   p p .   4 5 6 6 ~ 4 5 7 2   I SS N:  2088 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 9 i 6 . p p 4 5 6 6 - 4572     4566       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   O pti m i zing  t h e pe rfor m a n ce of  pho tov o ltaic cells IB C  (int er dig itated  ba ck conta ct )  by  n u m eri ca l si m ula tio n       Na dja t   B ena dla ,   K heireddin e   G ha f f o ur   M a teria ls an d   Re n e w a b le  En e rg ies   Re se a rc h   Un it   URME R,   F a c u l ty   o f   S c ien c e s ,   A b o u   Be k r   Be lk a ïd   Un iv e rsit y ,   A l g e ria       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Me i 1 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   A p r   2 7 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   J u n   2 6 ,   2 0 1 9       S o lar  e n e rg y   is  th e   m o st  w id e ly   sh a r e d   a n d   a b u n d a n t  so u rc e   a ll   o v e r   th e   w o rld .   T h is  k in d   o f   e n e rg y   is   e x p lo it e d   to   p r o d u c e   e lec tri c it y   d irec tl y   b y   th e   so lar  p h o t o v o lt a ic  c e ll .   In d e e d ,   sili c o n p h o to v o lt a ic  c e ll s  a re   th e   m o st  w id e l y   sp re a d   tec h n o lo g y .   In   th e   p re se n t  a rti c le,  w e   r e p o rted   a   n u m e rica l   sim u latio n   o f   th e   in terd ig it a ted   b a c k   c o n tac t  (IBC)  so lar  c e ll   in   o rd e r  to   o b tai n   a   h ig h e r  c o n v e rsio n   e ff icie n c y .   T h e   stru c tu re   w a s  re a li z e d   o n   a   p - ty p e   m u lt i - c r y sta ll in e   sili c o n   su b stra te,  a   p +   ty p e   a m o rp h o u s  sili c o n   F S F ,   a n   n -   ty p e   a m o rp h o u s  sili c o n   b a s e d   e m it ter,  a n d   a   p -   t y p e   B SF.   Th e   p o siti o n   o f   th e   e m it ter  a n d   th e   BS F   w e re   in terd ig it a ted   a n d   c o v e re d   with   o h m ic   c o n tac ts .   T h e   n u m e ri c a l  si m u lati o n   w a s  c a rried   o u t  b y   S I L V A C O  so f t w a r e   u n d e r  t h e   A tl a s  m o d u le.  T h e   su r f a c e   o f   stru c tu re   wa s  o f   a   v a lu e   o f   1 0   c m 2   u n d e r  il l u m in a ti o n   A M 1 . 5 g .   W e   stu d ied   th e   e ff e c t   o f   th e   g e o m e tri c a l  a n d   th e   p h y sic a l  p a ra m e t e rs  o f   th e   stru c tu re   w it h   IBC  o n   th e   p e rf o r m a n c e     o f   th e   c e ll .   T h e   o p ti m u m   o b tain e d   c o n v e rsio n   e f f ici e n c y   wa s  2 0 . 8 3 % ;     th is r e su lt   c o n f irm s th e   p o ten ti a l   o f   th e   h e tero j u n c ti o n   si li c o n   tec h n o l o g y .   K ey w o r d s :   Hete r o j u n ctio n   I n ter d ig itated   b ac k   co n tac ts   ce ll   P h o to v o ltaic   Si m u latio n   u n d er   atlas/ s ilv ac o     Co p y rig h t  ©   2 0 1 9 I n stit u te o f   Ad v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Nad j at   B en ad la ,   Ma ter ials   an d   R e n e w ab le  E n e r g ies R e s ea r ch   U n it U R ME R ,   Facu lt y   o f   Sc ien ce s ,   A b o u B ek r B el k aïd   Un i v er s it y ,   T lem ce n   A lg er ia.   E m ail:  b en ad la_ n ad j et@ l iv e. f r     Kh eir ed d in e   G h af f o u r ,   Ma ter ials   an d   R e n e w ab le  E n e r g ies R e s ea r ch   U n it U R ME R ,   Facu lt y   o f   Sc ien ce s ,   A b o u B ek r B el k aïd   Un i v er s it y ,   T lem ce n   A lg er ia .   E m ail:  g h a f f o u r k h eir ed d in e @ g m a il.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  im p o r tan ce   o f   s o lar   P h o to v o ltaic  ( P V)   s y s te m s   i s   in cr e asin g   w it h   th e  o n g o in g   in d u s t r ial  g r o w t h   an d   th e  i n cr ea s ed   e n er g y   d e m an d   b y   d ev elo p ed   an d   d ev elo p in g   co u n tr ie s .   E n er g y   p r o d u c tio n   b y   P V  s y s te m s   is   b ec o m i n g   o n e  o f   th e  m a i n   r en e w ab le  en er g y   s o u r ce s   as  it  tu r n s   th e  p o w er   o f   th e  s u n   in to   elec tr icit y     an d   th i s   ca n   b e  d o n e  r ep ea ted ly   w it h o u t  ca u s i n g   a n y   d a m ag e  to   th e  e n v ir o n m e n t  [ 1 ] .   T h e  d ev elo p m e n t  o f   th e  p h o to v o ltaic  i n d u s tr y   i s   b ased   o n   th er ed u ctio n   o f   m an u f ac t u r in g co s ts   to   m a k e  th ee n er g y   m o r e   co m p eti tiv e   w it h   f o s s il  f u els .   T o   ac h iev e  t h is   a i m ,   w e  m u s t  r ed u ce   t h e  p r o d u ctio n   co s t  r atio   o n   ce ll   ef f icien c y   [ 2 ] .   O n e  o f   t h e  m o s t  r ec en tp r o p o s ed   tech n o lo g ie s   is   s o lar   ce ll   w it h   I n ter d ig ita ted   B ac k   C o n tact s   ( I B C )   [ 3 ] .   T h is   s tr u ctu r e  w a s   f ir s t  p r o p o s ed   in   th e  1 9 7 0 ’ s an d   is   cu r r e n tl y   co m m er ciall y   p r o d u ce d   b y   S u n P o w er   [ 4 ] .   I t is   t h e  h i g h est   ef f ic ien c y   s o lar   ce ll   in   m ass   p r o d u ctio n ,   b u t   t h e  m an u f ac tu r e  o f   a n   I B C   ce ll  is   co n s id er ab l y   m o r e  co m p lex   th an   t h at  o f   s ta n d ar d   s ilico n   s o lar   ce lls .   C o n s id er ab le  ef f o r ts   h a v eb ee n   m ad e  to   r ed u ce   th e  co s t  o f   s o lar   ce ll  p r o ce s s i n g   [ 4 ] .   Ho w e v er ,   th e  e f f icien c y   o f   ex i s ti n g   P V  is   o n l y   a b o u t  1 1 - 1 9 %  an d   th e  b est  co m m er cial  P V  is   ab o u t  2 3 %  [ 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g   I SS N:  2088 - 8708       Op timiz in g   th e  p erfo r ma n ce   o f p h o to v o lta ic  ce lls   I B C …   ( N a d ja tBe n a d l a )   4567   I n   th is   co n te x t,  s o m e  s o lu tio n s   ar e  p r o p o s ed .   Fu r th er   in v est ig atio n   m u s t  b e  u n d er tak e n   i n   o r d e r   to   m i n i m i s e  th e  p ar asit ic  s h u n ti n g   ef f ec t  [ 6 ] .   T h e  I B C   s tr u ctu r e  o f f er s   m an y   ad v a n ta g es   o v er   co n v e n tio n al  s o lar   ce lls .   I t,  also ,   im p r o v es  t h e  ae s t h et ic  ap p ea r an ce   o f   th e  ap p licatio n ,   an d   s ig n i f ica n tl y   i m p r o v es  th e  s h o r t - cir c u it   cu r r en t  ( I SC ) .   T h is   ca n   b e  ac h iev ed   th r o u g h   s i m p le  in ter co n n ec tio n   tech n iq u e s ,   an d   h i g h e r   p ac k in g   d en s it y ;   in   s u c h   r ea r   co n tact  s tr u ct u r es,  s h ad i n g   lo s s e s   a n d   r esis t iv e  lo s s es  i n   m etal  g r id s   ca n   b e  s i g n if ica n tl y   r ed u ce d   [ 7 ] .   T h ey ,   th er e f o r e,   m a k e  o b tain i n g   h ig h er   ef f icien c y   p o s s ib le  [ 6 ] .   T h e  o u tp u t  p er f o r m a n ce     o f   th e  s o lar   ce lls   i n   ter m s   o f   e f f icien c y   d ep en d s   o n   v ar io u s   f ac to r s   s u ch   a s   te m p er at u r e,   s o ilin g ,   an d   s h ad in g ;  th ese  f ac to r s   m a y   a f f ec t  t h e  p er f o r m an ce .   He n ce ,   m a x i m u m   p o w er   p o in t  tr ac k in g   is   t h e  s o l u tio n   f o r   o p er atin g   th e  P V  s y s te m   [8 ].   W e  h av e   g i v e n   a  r ep r ese n tat iv e  s ch e m e  o f   I B C   ce l l  i n   F ig u r e 1 .   T h is   s tr u ctu r e  w as  r e alize d   o n    a  p - t y p e  m u lti - cr y s tall in e  s ilic o n   s u b s tr ate,   a  p +  t y p e  a m o r p h o u s   s ilico n   FS F,  an   n - t y p e  a m o r p h o u s   s ilico n - b ased   em i tter ,   an d   a  p - t y p e  B SF .   T h e  p o s itio n   o f   th e  e m itt er   an d   th e  B SF   w er e  i n ter d ig i tated ,   an d   co v er ed   w it h   o h m ic  co n tac ts .   W h e n   t w o   s e m i - co n d u c to r   m ater ials   w er e  in   co n tact,   th er e  w as  a n   ex ch a n g e  o f   ch ar g es,  lead in g   t h e  s y s te m   to   ten d   to war d s   th e  th er m o d y n a m ic  eq u ili b r iu m   [ 3 ] .   T o   b e  m o r e  d eter m in ed ,   th i s   s tr u ctu r e   w a s ,   in   f ac t,  a  co m b in atio n   b et w ee n   cr is talli n   s ilico n   an d   am o r p h o u s   s ilico n .   Hen c e f o r th ,   th is   a m o r p h o u s   s ilico n   s o lar   ce ll   co u ld   b e  f ab r icate d   in   a  s tack ed   s tr u c tu r e  to   f o r m   m u l tij u n ct io n   s o lar   ce lls .   T h is   s tr ate g y   w a s   p ar ticu lar l y   s u cc es s f u l  f o r   am o r p h o u s   m ater ial s ,   f o r   m a n y   r ea s o n s :  Fir s tl y ,   t h er e  is   n o   n ee d   f o r   lattice  m atc h in g ,   as  is   r eq u ir ed   f o r   cr y s tal lin e  h eter o j u n ctio n s ,   s ec o n d l y ,   th e  b an d   g ap   is   r ea d ily   ad j u s ted     b y   a llo y i n g   [ 9 ] ,  an d   also ,   it h a s   a  h i g h   g ap ,   a  lo w   ab s o r p tio n   an d ,   f i n all y ,   a  lo w   r ec o m b i n at io n   [ 3 ] .   Up   to   n o w ,   m an y   r e s ea r ch er s   h av e   f o c u s ed   o n   t h e  o p ti m izatio n   o f   t h e  f ab r icatio n   o f   Si   h e ter o j u n ctio n   s o lar   ce lls   to   in cr ea s e  t h eir   ef f icie n c y   [ 1 0 ].   T h e  m ai n   ad v a n ta g e  o f   th is   k i n d   o f   ce lls   is   t h e  ab s e n ce   o f   c o n tact  o n   th e  f r o n t  f ac e.   R ea r   co n tact  s o lar   ce lls   r ed u ce d   th e  r ate  o f   s h ad in g   an d   ac h iev ed   p o ten tial l y   h ig h er   e f f icie n c y   b y   m o v i n g   all,   o r   p ar t,  o f   th e  f r o n t  co n tac t  g r id s   to   th e  r ea r   o f   th e  d ev ice   [ 1 1 ] .   Su ch   s o lar   ce lls   ar e  esp ec iall y   u s e f u l  in   co n ce n tr ato r   ap p licatio n s   w h er e  th e  ef f ec t  o f   ce ll  s er ies  r esis ta n ce   is   g r ea ter .   Au g er   r ec o m b i n atio n   co u ld   b e  av o id ed   b y   u s i n g   an   I B C   s o lar   ce ll  d esig n   w h e r e  th e  j u n ctio n   an d   th e  co n ta cts  w er e  p lace d   at   th e  b ac k   o f   th e   ce ll.  Ho wev er ,   th e   r ec o m b in a tio n   p r o b le m   d u e   to   t h e  lar g er   s u r f ac e  ar ea   r e m ain d   u n s o lv ed   [ 1 2 ]. An   ad d itio n a l b en ef it i s   t h at   ce lls   w it h   b o th   c o n tacts o n   t h e   r ea r   w er e  ea s ier   to   i n ter co n n ec t a n d   co u ld   b e  p lace d   clo s er   to g eth er   in   th e  m o d u le  s in ce   t h er e  w as  n o   n ee d   f o r   a  s p ac e  b et w ee n   th e  ce lls .   I n   t h is   ar ticle,   t h e  c h ar ac ter is ti cs o f   th e   s tr u ct u r e  w it h   I B C   wer e  n u m er icall y   co m p u ted ,   a n d   s ev er al  v ar iatio n s   o f   g eo m etr ical  a n d   p h y s ical  p ar a m eter s   w er e  r ea lized ,   in   th e  ai m   to   o p ti m ize  t h e  co n v er s i o n   ef f icie n c y   f ac to r   o f   th e  p h o to v o lta ic  ce ll.  T h e  ac h iev ed   ce ll  p ar a m eter s   w er e  co m p ar ed   w ith   ce l l  r esu l ts   f r o m   a n n - t y p e  m u l ti - cr y s t alli n e  s ilico n   s u b s tr ate m a d e  in   th e  ex p er i m e n tal  p h ase.       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   Mo d elin g   is   a  p o w er f u l  to o l  to   r ep r o d u ce   m at h e m atica ll y   o b j ec ts   an d   s y s te m s .   T h e  f o r m alis m   w a s   b ased   o n   th e  p h y s ical  p r in c ip les  g o v er n i n g   th e   b eh a v io r   o f   s e m i - co n d u c to r s   [ 6 . 3 ] ,   th e  co m p u tatio n   co n ce r n ed   n u m er ical  r eso l u tio n   o f   t h e  t wo   b asic  ch ar g e  tr a n s p o r t  eq u at io n s   i n   s e m ico n d u cto r s ,   w h ic h   w er e  r esp ec ti v el y   th e  P o is s o n   eq u atio n ,   an d   th e   co n tin u it y   eq u atio n   f o r   elec tr o n s   an d   h o les  [ 1 3 ] .  Nu m er ic al  s i m u latio n   w a s   d o n e  u s i n g   Sil v ac o   s o f t w ar e  u n d er   t w o - d i m e n s io n al co m p o n en ts .   Th e  A T L A S  s i m u l ato r   co u ld   p r ed ict   t h e  elec tr ical,   o p tical  an d   th er m al  b eh a v io r   o f   m o s t  co m p o n en ts   s e m ico n d u cto r s   in   s tead y   s tate.   T h e  s o f t w ar e  co n s is ted   to   m e s h   t h e  s tr u ct u r e  an d   to   n u m er ica ll y   co m p u te  th e  s o lu tio n s   o f   t h e  P o is s o n   eq u atio n   at  ea c h   n o d e  o f   th e  m e s h   [ 1 3 ] .   F ig u r e 1   illu s tr ate s   th e  cr o s s - s ec tio n   v ie w   o f   t h e  co n s id er ed   I B C   s o lar   ce lls .   T ab le  1   s h o w s   t h e v al u es o f   t h e  g eo m et r ical  an d   p h y s ical  p ar a m eter s   u s ed   in   t h e  s i m u latio n   m o d el  I B C   s o lar   ce ll .           Fig u r e  1 .   Sectio n al  d iag r a m   o f   th e  I B C   s tr u ct u r e  [ 7 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 ,  Dec em b er   201 9   :   4 5 6 6 - 4572   4568   T ab le 1 .   Valu es o f   th e  g eo m e tr ic al  an d   p h y s ical  p ar a m eter s   u s ed   in   th e  s i m u latio n   m o d el  I B C   s o lar   ce ll   S u b s t r a t e   c - Si   P   L e n g t h   L   ( µ m)   2 0 0 0   T h i c k n e ss (µ m)   2 0 0   D o p i n g   5 . 1 0 16   A R C   S i N   T h i c k n e ss (n m)   75   Emi t t e r   a - Si   :H   N   T h i c k n e ss (n m)   5 0 0   L e n g t h   L E  ( µ m)   1 7 5 0   B S F   a - Si   :H   P   T h i c k n e ss (µ m)   1   L e n g t h   L B S F   ( µ m)   1 7 0   c a t h o d e   S i l v e r   L e n g t h   ( µ m)   1 2 0   T h i c k n e ss (µ m)   10   A n o d e   A l u mi n u m   L e n g t h   ( µ m)   1 7 0 0   T h i c k n e ss (µ m)     10       3.   RE SU L T S  A ND  AN AL Y SI S   I n   th i s   w o r k ,   A T L AS  f r o m   SIL V AC O  T C A D  w a s   u s e d   to   s i m u late  t h e  p r o ce s s ,   an d   ex tr ac t   th e  elec tr ical   ch ar ac ter is tics .   Sil v ac o   T C A D  T o o l  w a s   u s ed   f o r   Vir tu a lf ab r icatio n   a n d   s i m u latio n ;     it  is   a   s i m u lato r   u s ed   f o r   d ev ic e  ch ar ac ter izatio n   [ 14 ].   T h e  o p ti m izatio n   o f   th e   elec tr ical  e f f icie n c y   o f   t h e  I B C   h eter o j u n ctio n   s o lar   ce ll d ep en d s   o n   s e v er a l p ar a m eter s   r ela ted   to   th e  q u alit y   o f   t h e  m a ter ial  an d   th e  g eo m etr y   o f   th e  s tr u ct u r e.   Fi g u r es  2   a n d   3   illu s tr ate  th e  b asic  e lem en t  o f   t h e  s i m u lated   I B C   s tr u ctu r e . I n   T ab le  2 ,     w e  g i v e  t h e  r es u lt s   o b tain ed co r r esp o n d in g   to   t h e  elec tr ic al  ch ar ac ter is tic s .   T h e   s i m u l ated   s tr u ct u r e  w as   i m p le m en ted   i n   t h e  Dec k b u i ld   s o f t w ar e.   T h e  m es h i n g   was  o p ti m ized   af ter   a  lo t  o f   r u n s   u n ti l  r ea ch i n g     th e  h i g h   p r ec is io n .       T ab le 2 .   E lectr ical  ch ar ac ter is tics   o f   I B C   ce ll   I S C ( m A / c m² )   V C O ( v )   FF   EFF   ( %)   3 1 . 4 6   0 . 7 4 6   0 . 8 2   1 9 . 4 2           Fig u r e  2 .   T h e  elem e n tar y   p ar t  s i m u lated   u n d er   atlas  m o d u le     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g   I SS N:  2088 - 8708       Op timiz in g   th e  p erfo r ma n ce   o f p h o to v o lta ic  ce lls   I B C …   ( N a d ja tBe n a d l a )   4569       Fig u r e  3 .   C o n ce n tr at io n   o f   t h e   d o p in g   o f   th e  m ed iu m       I n   o r d er   to   o p tim ize  t h e  g eo m e tr ic  an d   p h y s ical  p ar am eter s ,   f ir s tl y   w e  s t u d ied   th e  ef f ec t     o f   th e  B SF   ( p +)   th ick n e s s   o n   th e  elec tr ical  ef f icie n c y .   W e  f ix ed   an   e m itter   o f   0 . 5   µm   an d   w e  v ar ied     th e  t h ick n es s   o f   B SF   ( p +) .   T h e  cu r v e  o f   t h e  elec tr ical  e f f ici en c y   w a s   p lo tted   o n   Fi g u r e   4 .   T h is   r esu lt  s h o w ed   a  p r o g r ess iv e  c u r v e  u n til  a  m ax i m u m   o f   2 0 . 1 1 %  co r r esp o n d in g   to   a  B SF   th ic k n es s   o f   1 µ m .   B e y o n d     th is   v al u e,   th e  ef f icie n c y   f ac t o r   d ec r ea s ed   w h e n   B SF   th ic k n e s s   i n cr ea s ed . I n   Fi g u r e   5 ,   w e  g i v e  n u m er ical   r esu lt s   o f   e m it ter   d o p in g   e f f ec t  o n   t h e  elec tr ical  e f f ic ie n c y .   W e  o b tain e d   2 0 . 1 9 %  f o r   a  co n ce n tr atio n   o f   5 . 1 0 18 /cm 3 .   Ho w ev er ,   W h e n   th e  d o p in g   w as h i g h er   th an   1 0 19 /c m 3 ,   th e  e f f icien c y   d ec r ea s ed   d u e  to   A u g er   r ec o m b i n atio n .           Fig u r e  4 .   E f f ec t o f   t h ick n e ss   o f   th e  b s f   ( p +)   o n   th e  co n v er s io n   e f f ic ien c y   f ac to r       Fig u r e  5 .   E f f ec t  o f   d o p in g   o f   t h e  e m i tter   o n   th e  co n v er s io n   e f f icie n c y   f ac to r       T h e  cu r v e  o f   elec tr ical  ef f ici en c y   v er s u s   t h e  d o p in g   o f   t h e  B SF   is   s h o w n   in   Fig u r e   6 .   Ma x i m u m   ef f icien c y   o f   2 0 . 5 7 %  w as   r ea ch ed   f o r   a  co n ce n tr atio n   o f   1 0 21 /c m 3 .   A   s tr o n g   d o p in g   o f   B SF   w o u ld   r ed u ce   th e  r ec o m b i n atio n   at  t h e  le v el   o f   m etal  s e m i - co n d u cto r   co n t ac t  w h er e  t h e  elec tr o n s   w er e   p u s h ed   b y   t h e  B S F   f r o m   th e   co n tact   to   s u b s tr ate.   T h e  v ar iatio n   o f   th e   elec tr ical   ef f icien c y   v er s u s   t h e  s u b s tr ate ’ s   d o p in g ,   is   s h o w n   in   Fi g u r e  7 .   W e  o b s er v e  a  m ax i m u m   e f f icie n c y   o f   2 0 . 8 3 %   w it h   t h e  co n ce n tr atio n 5 . 1 0 16   /c m 3 .  W e  n o te  t h a t   th e  i n cr ea s e   in   s u b s tr ate  d o p in g   led   to   a  d ec r ea s e   in   cu r r e n t  d en s i t y   I SC ,   m o b ili t y   an d   l if eti m e  o f   t h e  c h ar g e   ca r r ier s .   Fig u r e  8   s h o w s   th e  c u r r en t/v o lta g e  ch ar ac ter is tic.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 ,  Dec em b er   201 9   :   4 5 6 6 - 4572   4570       Fig u r e  6 .  E f f ec t o f   d o p in g   o f   t h e  B SF   o n   th e  co n v er s io n   e f f icie n c y   f ac to r       Fig u r e  7 .   T h e  E f f ec t o f   Do p in g   o f   t h e  Su b s tr ate   o n   th e  C o n v er s io n   E f f icie n c y                 Fig u r e  8 .   C h ar ac ter is t ic  I   ( V)   s i m u lated       Fig u r e  9   w a s   o b tain ed   b y   t h e  s tu d y   o f   a u th o r s   J an   Ha s c h k ea ,   Yi - Ya n g   C h e n a,   R al f   Go g o lin b ,   Ma th ias   Me w s a,   Nico la  Mi n g ir u llic,  L ar s   Ko r tea,   an d   B er n d   R ec h ai n   in   2 0 1 3 .   T h is   tea m   is   f r o m   I n s it u te   f o r   Sil ico n - P h o to v o ltaic s ,   B er lin . T h ey   i n v esti g ateo n th e  f ab r ic atio n   o f   I B C - SHJ   s o lar   ce l ln - t y p e  f lo at - zo n e  m ater ial  w i th   1 0 0   o r ien tatio n .   T h e y   d ev lo p ed   a  m an u f ac t u r in g   I B C   ce ll   w it h   t h e  f r o n t  s i d e.   A p p r o x i m a tel ,   2 8 0   μ m   t h ic k   w a f er   w a s   p as s iv ated   b y   a  SiN x /Si O2   s tac k   a n d   a  d if f u s ed   f r o n t   s u r f ac e   f ield .   T h e  a - Si : H  e m itter   co v er ed   6 0 %  o f   t h e  s o lar   ce lls   b ac k   s id e  a n d   th e   B SF   4 0   %.  B o th ,   t h e  e m it ter   a n d   th e   B SF   f ea t u r e  w er e  d ep o s ited   u s i n g   p las m a  e n h a n ce d   ch e m ical  v ap o u r   d e p o s itio n   ( P E C VD) .         Vo ltag e   ( v)   C u r r en t d en s ity   ( A/cm ² )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g   I SS N:  2088 - 8708       Op timiz in g   th e  p erfo r ma n ce   o f p h o to v o lta ic  ce lls   I B C …   ( N a d ja tBe n a d l a )   4571       Fig u r e  9 .   C h ar ac ter is t ic  i ( v )   cu r v e  I B C   ce ll g o t i n   t h e  ex p er i m en tal  m ea s u r e m e n t b y   f r au n h o f er   is e  at  s tc  [ 1 5 ]       T h e  m etall is atio n   o f   th e  la y er s   is   r ea lis ed   b y   1 . 5   μ m   o f   th er m all y   ev ap o r ated   alu m in iu m .   T h is   tech n o lo g y   ac h iev ed   o p en   cir cu it  v o ltag e s   o f   6 3 5   m V,   3 9 . 2   m A  o f   c u r r en t  c ir cu it  a n d   1 9 . 5 %  o f   ef f icien c y . T o   co m p ar e  w it h   o u r   r esear ch ,   w e  n o ticed   th at  t h e  o p en   cir c u it  v o lta g es  is   7 4 6   m V   an d   th e  ef f icie n c y   is   2 0 , 8 3   %.  T h is   d if f er e n ce   is   d u e  to   s u b s tr ate  t y p e  a s   w ell  as, to   th ep er f o r m a n ce   i m p r o v e m e n t.        4.   CO NCLU SI O N   W ith   a n   e m itter   lo ca ted   o n   t h e  r ea r   s id e,   t h er e  ar e  f e w er   r ec o m b i n atio n s   o f   c h ar g e  ca r r ier s   th a n   w h e n   it  is   lo ca ted   o n   th e  f r o n t  s id e.   W ith   t h is   co n f i g u r ati o n ,   w e  o b tain   h i g h er   v a lu e s   o f   b o th   s h o r t - cir cu i t   cu r r en t  d en s i t y   I SC   an d   o p en   cir cu it  v o lta g e  Vco .   T h e  s tu d y   o f   g eo m etr ic  an d   p h y s ical  p ar a m eter s   ef f ec t s   o n   th e  c h ar ac ter is tic s   o f   t h e  I B C   s o lar   ce ll  lead s   to   o p ti m al  v al u es   o f   th e   d i m e n s io n s   an d   d o p in g   o f   t h e  r ea r   zo n e   ( B SF ) .   T h e  b est  elec tr ical  ef f icie n c y   o b tain ed   i n   o u r   n u m er ical  s i m u latio n   is   2 0 . 8 3 %  f o r   co n ce n tr atio n s     o f   5 . 1 0 16 /cm 3 ,   1 0 21 /c m - 3   an d   5 . 1 0 18 /cm - 3   o f   t h e  s u b s tr ate,   B SF   an d   e m it ter ,   r esp ec tiv el y .   T h e  th ick n ess e s   ar e    1   µm   a n d   0 . 5   µ m   f o r   th e  B SF   an d   t h e  e m itter ,   r esp ec tiv el y .   Ou r   r es u lt s   s h o w   t h at  with   t h e  I B C   s t u d y   s tr u ct u r e  th at  w e  h a v e  d esig n e d ,   w e  ar e  ac h iev in g   a  v er y   p r o m is in g   elec tr ical  p er f o r m a n ce .       ACK NO WL E D G E M E NT S    T h e  au th o r s   w o u ld   li k e  to   ex p r ess   th eir   g r ati tu d e  to   th e  la b o r ato r y   u n it  Ma ter ials   a n d   R en e w ab l e   E n er g ie s   R e s ea r ch ,   as  w ell  as   o f   A b o u   B ek r   B elk a ïd   Un i v e r s it y   T le m ce n ,   A l g er ia  f o r   g iv in g   th e m   ac ce s s   t o   u s i n g   its   m ater ials ,   i n cl u d in g   t h e  Sil v ac o   s o f t w ar e.       RE F E R E NC E S   [1 ]   M   . H.  A lo m a ri,   J.  A d e e b ,   O.,   “ Yo u n is,  S o lar  p h o to v o l taic   p o w e r  f o re c a stin g   in   jo rd a n   u sin g   a rti f icia l  n e u r a ln e tw o rk s , ” In ter n a ti o n a l  J o u rn a l   o f   El e c tro n ics   a n d   Co m p u te r S c ien c e   En g in e e rin g ,   p p .   4 9 7 - 5 0 4 ,   2 0 1 8 .   [2 ]   B.   Be n a b a d ji ,   A . Zarg a ,   “ Op ti m a l  d e sig n   o f   b u ried   e m it ter  o f  EW T   sili c o n   so lar  c e ll s  ty p e   b y   n u m e ric a l  sim u latio n ,” El se v ier ,   v o l.   4 4 ,   p p .   1 2 6 - 1 3 1 ,   2 0 1 4 .   [3 ]   Dio u f .   D.  “ Ce ll u les   p h o to v o lt a i q u e s  sili c iu m   à   h é téro jo n c ti o n s  e t  à   stru c tu re   i n terd ig it é e   e n   f a c e   a rrière , ”   P h . D.   th e sis,  T h e   P a ris  - S u d   1 1   U n iv e rsity   ,   2 0 1 0 .   [4 ]   N.  Ba te m a n   ,   P . S u ll iv a n   ,   CH.Re ich e l,   J.  Be n ick ,   M .   He r m le,   “ Hig h   q u a li ty   io n   im p lan ted   b o ro n   e m it ters   in a n   in terd ig it a ted   b a c k   c o n tac t  s o lar c e ll s w it h   2 0 %   e f f i c ien c y ,” El se v ie r ,   p p ,   5 0 9 - 5 1 4 ,   2 0 1 1 .   [5 ]   A .   I.   Bin   Ib ra h im ,   F .   D.  Bi n ti   A b d u l  Ra h m a n ,   M . Bi n   Ro h a iza t,   “ Du a l  a x e s  so lar  trck e r ,” In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  El e c tro n ics   a n d   C o mp u ter   S c ien c e   En g i n e e rin g ,   p p . 1 8 8 7 - 1 8 9 2 ,   2 0 1 8 .   [6 ]   C. E.   C h a n a ,   B. J.   Ha ll a m ,   S . R.   W e n h a m ,   “ S im p li f i e d   in terd ig it a ted   b a c k   c o n tac t  s o lar  c e ll s ,” El s e v ier ,   v o l.   2 7 ,     p p .   5 4 3 - 5 4 8 ,   2 0 1 2 .   [7 ]   E. V.  Ke rsc h a v e r   G .   b e a u c a rn e ,   “ Ba c k   c o n tac t  so lar  c e ll s  :   E. V ”   Pro g .   Ph o t o v o lt :  Res .   Ap p l ,   v o l  1 4 ,   p p .   1 0 7 - 1 2 3 ,   2 0 0 6.   [8 ]   A .   P ra d h a n ,   B.   P a n d a ,   “ A   sim p li f ied   d e sig n a n d   a n d   m o d e li n g   o f   b o o st  c o n v e rter  f o r  p h o to v o l taic   s y ste m ,” In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  El e c tro n ics   a n d   C o mp u ter   S c ien c e   En g i n e e rin g ,   p p . 1 4 1 - 1 4 9 ,   2 0 1 8 .   [9 ]   De n g . X ,   S h if f . A   Eri c ,   Amo rp h o u s   sili c o n   b a se d   so l a r c e ll s , Bo o k   o f   p h y sic s S y ra c u se   Un iv e rsit y   S u rfa c e ,   2 0 0 3 .   [1 0 ]   H.  F u ji w a ra ,   M .   Ko n d o ,   “ Im p a c t   o f   e p it a x ial  g ro w th   a t  th e   h e ter o in terf a c e   o f   a - S i: H∕ c - S i  so lar  c e ll s , ” Ap p l .   Ph y s.   L e tt .  v o l.   9 0 ,   p p .   0 1 3 5 0 3 ,   2 0 0 7 .   [1 1 ]     J. P   Jo ly ,   L e s mo d u les   p h o t o v o lt a ï q u e s d a n s le  d o m a in e   d e   la   c o n str u c ti o n ,   F o c u s,  M a rs ,   2 0 1 1 .   [1 2 ]   He le   S a v in ,   P ä iv ik k i  Re p o ,   a l,   “ Blac k   sili c o n   so larc e ll s  w i th   in terd ig it a ted b a c k - co n tac ts  a c h iev e   2 2 . 1 %   e ffi c ien c y ,” Na tu re   n a n o tec h n o l o g y ,  v o l.   1 0 ,   2 0 1 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 ,  Dec em b er   201 9   :   4 5 6 6 - 4572   4572   [1 3 ]   W .   Dib ,   “ M o d é li sa ti o n s  d e s  stru c tu re s  p h o t o v o lt a i q u e s:  A sp e c ts  fo n d a m e n tau x   e t  a p p li q u e s , ”   P h . D.  th e sis,  A b o u - b e k r  Be lk a id   T le m c e n   Un iv e rsit y ,   2 0 1 0 .   [1 4 ]   A .   M .   T a b irk it ,   A .   G u e n   Bo u a z z a ,   B.   Bo u a z z a ,   “ M o d e li n g   a n d   sim u latio n o f   b iax ial  stra in e d   P - M OSF ET s  :   A p p li c a ti o n   t o   a   sig n a le  a n d   d u a l  c h a n n e l  h e tero str u c tu re ” In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f   El e c tro n ics   a n d   Co mp u ter   S c ien c e   En g in e e rin g ,   p p . 4 2 1 - 4 2 8 ,   2 0 1 8 .   [1 5 ]   Ja n   Ha sc h k e ,   e t  a l ,   “ A p p ro a c h   f o r  a   sim p li f ied   f a b rica ti o n   p ro c e ss   f o r  IBC - S HJ so lar  c e ll s  w it h h ig h   f i ll   f a c to rs , ”  El se v ier ,   v o l.   3 8 ,   p p .   7 3 2 - 7 3 6 ,   2 0 1 3 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        Na d j a t   B e n a d la   b e c a m e   a n   El e c tro n ic E n g in e e r  in   2 0 0 6   f ro m   th e   u n iv e rsity   o f   T le m c e n   A l g e ria.  S h e   g o t  t h e   m a g ister  d e g re e   in   m icro e lec tro n i q u e   i n   2 0 1 2   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   T l e m c e n ,   a n d   c u rre n tl y ,   sh e   is  a   P h D  S tu d e n t  a t   th e   Un iv e rsity   o f   T le m c e n   a n d   a   m e m b e r  o f   th e   re se a r c h   Un it   o f   M a teria ls  a n d   Re n e w a b le  En e rg y   Re s e a rc h   (URME R).   He r  re s e a rc h   in tere sts  in c lu d e   S trai n   S il c o n   T e c h n o lo g y ,   a n d   in terd ig it a ted   b a c k - c o n tac ts so lar ce ll s.  Em a il :  b e n a d la_ n a d jet@li v e . f r             Pro f.   G h a ffo u r   K h e ire d d i n e   g r a d u a ted   a s  a n   e lec tro n ics   e n g in e e r  f ro m   th e   “ Eco le   su p é rieu re   d ' é lec tri c it é   (S u p e lec )”   in   P a ris - F ra n c e   in   1 9 8 .   He   w o rk e d   in   th e   f ield   o f   e l e c tri c a l  a n d   o p ti c a l   c h a ra c teriz a ti o n s  o f   sili c o n   c a rb id e ,   a s  p a rt  o f   h is  m a g ister   a t  t h e   Un iv e rsit y   o f  T le m c e n   in   A l g e ria  b e t w e e n   1 9 8 5   a n d   1 9 8 8 .   His  d o c to ra l  re se a rc h   w o rk ,   c a rrie d   o u t  i n   a lt e rn a ti n g   train in g   a t   th e   “ L a b o ra to ire  d e   P h y siq u e   d e   la  M a ti è re   ( L . P . M )  ”   o f   INSA - Ly o n - F ra n c e ,”   f o c u se d   o n   th e   e lec tri c a l  c h a ra c teriz a ti o n   o f   S iC  d i o d e s  u sin g   th e   D.L . T . S   tec h n iq u e . His  re c e n t  re se a rc h   in tere sts  in c l u d e   se m ico n d u c t o r  d e v ice   p h y si c s  a n d   d e v ice   m o d e li n g   w it h   a   stro n g   e m p h a sis  o n   h e tero ju n c ti o n   e lec tro n ic  d e v ice s   a n d   in ter d ig it a l  p h o t o v o lt a ic  c e ll s.  He   is  c u rre n tl y   a   P ro f e ss o r   in   d e p a rtm e n t  o f   e lec tro n ic  e n g in e e rin g   -   F a c u lt y   o f   T e c h n o lo g y   in th e   Un iv e rsity   A b o u Be k rBe lk a ïd   -   T le m c e n 1 3 0 0 0 ,   A lg e ria.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.