Thèse de Doctorat Troisième cycle de Physique présentée par Mr NZONZOLO Maître es Science Étude en simulation des effets des paramètres macroscopiques sur le fonctionnement d'une photopile bifaciale au silicium 1 Étude en simulation de la photopile - Modélisation de la la photopile - Caractéristiques courant-tension de la photopile - Effet de la résistance shunt - Effet de la résistance série - Effet du niveau d'éclairement Effet de la résistance de charge sur la vitesse de Recombinaison a la jonction Éclairement par la face avant Éclairement par la face arrière Éclairement Simultané 2 - Densité de courant - Phototension - Vitesse de recombinaison et Résistance de charge - Caractéristiques courant - tension - Effet de la résistance shunt et série sur la vitesse de recombinaison Détermination de la longueur de diffusion et de la vitesse de recombinaison intrinsèque à la jonction Conclusion et Perspectives 3 Modèles Électriques et Modélisations Modèle Électrique de la photopile Schéma1 Modèle de simulation sous Matlab/Simulink Schéma2 4 Modèle de simulation de la diode IdIs(exp Vd 1) VT Équation 1 Schéma 3 Modèle de simulation d’un Condensateur Schéma 4 Modèle de simulation d’une Résistance Schéma 5 5 Modèle de simulation de la photopile sous Simulink Schéma 2 Schéma 6 6 Caractéristiques courant-tension de la photopile 7 Figure 1 Effets de la résistance Shunt et la résistance série Effet de la résistance Shunt Figure 2 Effet de la résistance Série Figure 3 8 Effet de la résistance shunt et Série sur la puissance de la photopile Figure 4 Figure 5 9 Effet du niveau d’éclairement 10 Figure 6 Effet de la résistance de charge sur la vitesse de Recombinaison à la jonction n(x) n(x) g(x) Équation de continuité : D x L 2 2 2 n(x) Densité de photocourant : J q.D. x Phototension : Équation 2 Équation 3 x 0 V VT ln Nb (0)1 Ni2 Équation 4 11 Densité de courant Éclairement par la face avant Figure 7 Éclairement par la face avant Figure 8 12 Densité de courant Éclairement simultané Figure 9 13 Phototension Éclairement par la face avant Figure 10 Éclairement par la face arrière Figure 11 14 Phototension Éclairement simultané Figure 12 15 Résistance de charge et vitesse de recombinaison à la jonction V(Rsh Rs ) Rch Rsh (Iph Id)V Éclairement par la face avant Figure 13 Équation 5 Éclairement par la face arrière Figure 14 16 Vitesse de recombinaison à la jonction Éclairement simultané Figure 15 17 Phototension en fonction de la résistance de charge Éclairement par la face avant Éclairement par la face arrière Figure 16 Figure 17 18 Phototension en fonction de la résistance de charge Éclairement simultané Figure 18 19 Photcourant en fonction de la résistance de charge Éclairement par la face avant Figure 19 Éclairement par la face arrière Figure 20 20 Photcourant en fonction de la résistance de charge Clairement simultané Figure 21 21 Caractéristiques Courant – Tension Éclairement par la face avant Figure 22 Éclairement par la face arrière Figure 23 22 Caractéristiques Courant – Tension Éclairement simultané Figure 24 23 Vitesse de recombinaison et Résistance de charge Éclairement par la face avant Rch=30Ω Sj=106 cm/s Figure 25 Rch=100Ω Sj=1500cm/s 24 Vitesse de recombinaison et Résistance de charge Éclairement par la face arrière Rch=500Ω Sj=1.479x104 cm/s Figure 26 Rch=800Ω Sj=3.235x103 cm/s 25 Vitesse de recombinaison et Résistance de charge Éclairement simultané Rch=50Ω Sj=2.95x103 cm/s Figure 27 Rch=150 Ω Sj=676 cm/s 26 Effet de la résistance shunt sur la vitesse de recombinaison à la jonction Éclairement par la face avant Éclairement par la face arrière Figure 28 Figure 29 27 Effet de la résistance shunt sur la vitesse de recombinaison à la jonction Éclairement simultané Figure 30 28 Effet de la résistance série sur la vitesse de recombinaison à la jonction Éclairement par la face avant Figure 31 Éclairement par la face arrière Figure 32 29 Effet de la résistance série sur la vitesse de recombinaison à la jonction 30 Détermination de la longueur de diffusion et de la vitesse de recombinaison intrinsèque à la jonction Saisie des Valeurs Expérimentales Calculs du courant correspondant à la longueur d’onde Calcul de l’écart entre courant expérimental et courant théorique Si Écart (i+1)< Écart(i), Écart =Écart(i+1) Oui Une autre longueur d’onde ? Affiche longueur d’onde Non 31 Résultats Détermination de la longueur de diffusion et de la vitesse de recombinaison intrinsèque Tableau 1 32 Caractéristiques expérimentales PV511 niveau d’éclairement n=0.2 Figure 34 PV513 niveau d’éclairement n=0.2 Figure 35 33 Conclusion - Cohérence des résultats - Liens étroits entre paramètres macroscopiques et microscopiques - Assimilation de la vitesse de recombinaison à la résistance de charge Perspectives - Contribution de l’émetteur - Élaboration d’une théorie permettant de détecter des sites ayant subi des modifications 34 Merci pour votre Aimable Attention 35