ÉTUDE DES PARAMÈTRES ÉLECTRIQUES

Dans cette dernière partie de notre travail, nous allons déterminer les paramètres électriques de la photopile en utilisant la caractéristique courant- tension (I-V). Nous simulerons le schéma équivalent électrique d’une photopile fonctionnant en situation de circuit-ouvert et le schéma équivalent électrique de la photopile fonctionnant en situation de court- circuit. Enfin, nous traçons le profil de la capacité de la zone de charge et d’espace pour différentes valeurs du champ magnétique, de la longueur d’onde et de la profondeur.

Étude de la caractéristique

La figure (16) ci-dessous représente le profil de la caractéristiqueLorsque la tension photoélectrique vise une tension photoélectrique à circuit ouvert, le photocourant diminue pour annuler. Près du court-circuit, la tension électrique est faible, le courant y est presque constant et correspond au courant de court-circuit. Lorsque la tension photoélectrique vise la tension photoélectrique à circuit ouvert, le photocourant diminue pour s’annuler. Le photocourant en court-circuit et en photovoltage en circuit ouvert diminue avec le champ magnétiqueOn remarque sur cette figure que la densité de photocourant est maximale avec les faibles valeurs de la photovoltage correspondant au photocourant en court-circuit puis décroît pour les grandes valeurs de la photovoltage correspondant à la situation de circuit ouvert de la cellule solaire. On remarque également la diminution de la densité du photocourant et de la photovoltage avec la profondeur Z.

Étude de la résistance série

La résistance série caractérise les chutes ohmiques et les effets résistifs dumatériau et du dispositif de contact. Il est donc important de déterminer ce paramètre pour une bonne caractérisation de la cellule solaire. Il existe plusieurs méthodes de détermination de la résistance série Nous illustrons ci-dessous l’influence du champ magnétique sur la résistance série ; à cet effet, nous avons représenté (figure 20) la résistance série en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction pour différentes valeurs du champ magnétique. Nous notons qu’en situation de circuit ouvert, la résistance en série augmente progressivement avec la vitesse de recombinaison à la jonction. On remarque également une augmentation de la résistance série avec le champ magnétique: cet effet est appelé magnétorésistance et est dû à une augmentation de la résistivité du matériau puis de la dégradation du coefficient de diffusion.

Effet de la profondeur z sur la résistance série

Nous allons maintenant monter l’évolution de la résistance série en fonction de la profondeur pour faire sortir l’effet de ce dernier sur la résistance série.Nous présentons sur la figure (21) l’évolution de la résistance série en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction pour différente valeurs de la profondeur z. Sur la figure (21), on note l’augmentation de la résistance série lorsque la profondeur Z augmente. En effet le taux de génération des porteurs diminue lorsque la profondeur augmente. Nous étudions ci-dessous (figure 22) l’effet de la longueur d’onde sur la résistance série. Sur la figure (22), on observe que la résistance série diminue avec l’augmentation de la longueur d’onde. On constate que la résistance série augmente très rapidement en fonction du champ magnétique. Sur la figure 25 on note l’augmentation de la résistance série lorsque la profondeur Z augmente. En effet, comme souligné précédemment, lorsque les valeurs de Z augmentent, le taux de génération des porteurs diminue. Ainsi, les effets résistifs du matériau augmentent et donc la résistance série aussi.

La figure 26 décrit une droite affine; la résistance série augmente très rapidement en fonction du carré du champ magnétique. Nous notons une augmentation de la résistance shunt avec la vitesse de recombinaison à la jonction. On peut également remarquer que la résistance de shunt augmente avec le champ magnétique. Cela signifie une chute de courant qui traverse celle-ci, donc une amélioration du courant délivré par la cellule solaire. Nous étudions ci-dessous(figure 20) l’effet de la profondeur z sur la resistance shunt; dans cette étude nous présentons la variation de la resistance shunt en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction pour différente valeur de la profondeur z . À la figure 31, nous observons une augmentation considérable de la résistance shunt avec la vitesse de recombinaison de la jonction, car plus le mouvement des porteurs dans la base est accéléré, plus le courant de Foucault de la cellule solaire diminue. Par ailleurs, nous notons également l’augmentation de la résistance shunt avec la profondeur. En effet, lorsque les valeurs Z augmentent, l’intensité de la lumière incidente diminue, entraînant la réduction des courants de fuite et l’augmentation de la résistance shunt.