Vitesses de recombinaison intrinsèques d’une photopile bifaciale à jonction horizontale et à trois dimension

Vitesses de recombinaison intrinsèques d’une photopile bifaciale à jonction horizontale et à trois dimension

les défauts cristallographiques relatifs aux joints de grain

Par définition un joint de grain est le lieu de contact de deux cristaux de même nature mais désorientés l’un par rapport à l’autre.

Caractérisation des joints de grain
La structure du j oint de grain dépend de son axe de rotation et de la translation entre les origines des deux réseaux en jonction ainsi que de la géométrie de leur interface. On distingue :
➤ Le joint de torsion si la rotation s’effectue autour d’un axe perpendiculaire au plan de l’interface ;
➤ Le joint de flexion si l’axe de rotation est contenu dans le plan du joint ;
➤ Le joint quelconque qui est la résultante des deux précédentes.

Toutefois, ces joints de grain deviennent des sous joints de grain si la désorientation est faible (angle de rotation < 10⁰).

Au niveau de ces j oints de grain existent des vitesses de recombinaison des porteurs de charges minoritaires en excès dans la base. Ce qui diminue considérablement le rendement de la photopile. Aussi, le nombre de joints de grain est proportionnel à la taille des grains. Par suite, nous pouvons élucider l’effet de cette dernière sur les vitesses de recombinaison à la jonction et à la face arrière.

Effet des joints de grain sur la vitesse de recombinaison intrinsèque Sf

Les courbes de variation de la densité de photo courant en fonction des vitesses de recombinaison Sb et Sf montrent que pour les grandes valeurs de Sb et de Sf la densité de photo courant présente un gradient nul.

Measurement of AC parameters of Gallium Arsenide (GaAS/Ge) solar by Impedance Spectrocopy

(Mesure des paramètres électriques d’une cellule en Arséniure de Gallium « GaAs/Ge », par spectroscopie d’impédance) 

Dans cet article, il est proposé une méthode expérimentale de détermination des paramètres électriques. L’étude est faite sur une cellule solaire en Arséniure de Gallium par la méthode d’Impédance spectroscopique. Les mesures sont réalisées sur une cellule GaAs/Ge de taille (20 x 40 mm), la température de la salle est de 22ºC ±1ºC. La cellule est polarisée à l’obscurité, la tension de polarisation est comprise entre 0,3V et 0,9V et l’amplitude du s ignal alternatif est de 10 mV avec une fréquence variant de 1Hz à 60 kHz. Le spectre d’impédance obtenue est un demi-cercle (diamètre RP), il permet de déterminer les paramètres électriques de la cellule (RS, RP, C,).

En examinant sa méthode, nous pouvons dire que lorsque la cellule est en situation de circuit ouvert, les demi-cercles ne sont plus parfaits. La résistance parallèle Rp qui est un paramètre important de la cellule est la combinaison de deux résistances : la résistance dynamique et la résistance shunt RSH. En générale Rsh >> RD lorsque ces cellules sont en situation de circuit ouvert, ce qui entraîne que RP = RD.

A new characterization method for Solar Cell dynamic impedance (Nouvelle méthode de caractérisation d’impédance dynamique d’une cellule solaire)

Cet article présente une technique de caractérisation d’impédance dynamique d’une cellule solaire par une méthode basée sur la spectroscopie d’impédance. Pour cette nouvelle méthode de caractérisation d’impédance dynamique, on utilise un courant continu modulé d’un petit signal carré en lieu et place d’un signal sinusoïdal fréquemment utilisé en spectroscopie d’impédance. Cette méthode permet de réduire le matériel expérimental, de simplifier en rendant plus accessibles les mesures de l’impédance. Les mesures sont effectuées sur une cellule en silicium cristalline de surface (10 cm x 10 cm) Les conditions expérimentales sont :
– La température de la cellule est égale à la température ambiante de la salle
– La cellule est polarisée à l’obscurité
– Les courants et les tensions d’entrée et de sortie de la cellule test peuvent être visualisés par un oscilloscope numérique. Les données so nt transférées au PC par l’intermédiaire du port de transmission de données de GPIB. L’impédance dynamique de la cellule solaire est calculée par MATLAB en utilisant la technique de FFT.

STRUCTURE DES CELLULES SOLAIRES

Une cellule solaire conventionnellement est généralement représentée par trois régions : La première, que l’on nomme émetteur est de faible épaisseur (de l’ordre de (1µm) et très dopée en atomes donneurs (10¹⁷ à 10¹⁹ atomes cm-3).Sur cette dernière est posée une grille électrique métallique en forme de peigne pour collecter les porteurs minoritaires de charge photogénérées.

La deuxième, d’épaisseur importante (150 à 400µm) appelée base dopée en atomes accepteurs (10¹⁵ à 10¹⁷ atomes cm-3).

Le module de la densité des porteurs minoritaires diminue impliquant ainsi un gradient négatif : dans cette zone les porteurs minoritaires de charge sont bloqués et subissent des recombinaisons en volume et en surface arrière (Sb) et latérale (Sgb). Pour la profondeur z0 le gradient de la densité des porteurs minoritaires de charges en excès dans la base est maximale et de gradient nul : il y’a donc un stockage de porteurs minoritaires de charges en excès qui va créer une capacité de zone de charge d’espace qui s’étend de la jonction à la valeur z0. Nous remarquons aussi lorsque la taille de grain augmente, l’amplitude de la densité des porteurs minoritaires dans la base augmente. Cette croissance s’attribue à la diminution des centres de recombinaison que sont les joints de grain ; c’est-à-dire à l’augmentation de la surface du grain. Ainsi, le nombre de porteurs qui participent aux photocourant croît lorsque la taille de grain augmente .

Effet de la vitesse de recombinaison aux joints de grain

Nous en déduisons que la densité des porteurs de charge minoritaires décroît lorsque la vitesse de recombinaison aux joints de grain augmente. Ce qui décrit, en quelques sortes, l’effet négatif de l’activité recombinante des joints de grain. En effet, la diminution de la densité des électrons dans la base lorsque la vitesse de recombinaison aux joints de grain augmente peut s’expliquer du fait que les joints de grain sont des centres de recombinaison. Ainsi, une augmentation de la vitesse de recombinaison aux joints de grain induit nécessairement des pertes d’électrons dans la base. Connaissant l’expression de la densité de porteurs minoritaires, nous pouvons déterminer respectivement la densité du photocourant en utilisant la loi de FICK et la densité de la phototension en utilisant la relation de BOLTZMANN .

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela chatpfe.com propose le téléchargement des modèles complet de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
INTRODUCTION
I.1 Vitesses de recombinaison intrinsèques d’une photopile bifaciale à jonction horizontale et à trois dimension
I. 1.1 les défauts cristallographiques relatifs aux joints de grain
I.1.2 Caractérisation des joints de grain
I.1.4 Effet des joints de grain sur la vitesse de recombinaison à la face arrière
I-2 FREQUENCY DOMAIN PHOTOLUMINESCENCE METHOD AS A TECHNIQUE OF EVALUATION OF LOG MINORITY CARRIER LIFETIME
I.3 Measurement of AC parameters of Gallium Arsenide (GaAS/Ge) solar by Impedance Spectrocopy
I.4 A new characterization method for Solar Cell dynamic impedance (Nouvelle méthode de caractérisation d’impédance dynamique d’une cellule solaire)
I-5 PV module dynamic impedance and its voltage and frequency dependencies
I-6 Measurement of solar Cell AC parameters using Impedance Spectroscopy
CONCLUSION
INTRODUCTION
II-1 STRUCTURE DES CELLULES SOLAIRES
II -2 EXPRESSION DE LA DENSITE DES PORTEURS PHOTOCREES DANS LA BASE
II-2-1 Profil des modules du coefficient de diffusion et de la longueur de diffusion complexe en fonction du logarithme de la fréquence
II-2-2 Etude du profil de la densité des porteurs de charges photocréés dans la base
II-3 Etude du profil de la densité de photocourant : L’expression de la densité du photocourant est obtenue en résolvant l’équation de transport des porteurs minoritaires donnée par la relation (II-19)
II-3-2 Effet de la vitesse de recombinaison aux joints de grain
II-4 Etude du profil de la phototension
II-4-2 Effet de la vitesse de recombinaison aux joints de grain
II-5 Photocourant de court circuit
II-6 Phototension de circuit ouvert
INTRODUCTION
III-1 Impédance dynamique
III.2 Représentation de Nyquist
III-3.1 Diagramme de Bode du module de l’impédance
III.3.1.1 Effet de la taille de grain
III-4-1-2 Effet de la vitesse de recombinaison aux joints de grain
III-3.2 Diagramme de Bode de la phase de l’impédance
III.3.2.1 Effet de la taille de grain
III-3-2-2 Effet de la vitesse de recombinaison aux joints de grain
CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXE MATHEMATIQUE

Lire le rapport complet

Télécharger aussi :

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *