REGIME DYNAMIQUE FREQUENTIEL OBTENU DE LA PHOTOPILE BIFACIALE SOUS ECLAIREMENT MULTISPECTRAL Équation de continuité ( forme générale) 2m x , t m x , t Gm x , t 1 m x , t 2 2 x L D D t m: mode d’éclairement Taux de génération : Gm( x , t ) gm( x ) ei t (2) Gm( x ) n ak m exp bk x m exp bk.H x 3 (3) k 1 Éclairement par la face arrière 1 0 0 1 Éclairement simultané 1 1 Éclairement par la face avant (1) Forme générale de la solution : m( x , t ) m( x ) ei t (4) Équation de continuité ( régime dynamique fréquentiel) 2m( x ) m( x ) gm( x ) 0 x 2 L2 D avec : 1 1 1 i L2 L2 (5) L: longueur de diffusion complexe Conditions aux limites : • m x 0 Sf m A la jonction (x = 0) : x x 0 D • En face arrière (x = H) : m x H Sb m x x H D (6) (7) Densité des porteurs de charge • Situation de court circuit : Figure ( 1/2) : Densité de porteurs photogénérés en fonction de la profondeur x de la base pour différentes fréquences de modulation : 1) f=0Hz ; 2) f=3x103Hz,3) f=4x104Hz ; 4) f=5x105Hz ; 5) f=6x106Hz; (L=0.02cm;SB=4x104cm/s; Sf=8x108cm/s;n=1;H=0.03cm;D=26cm2/s) f [0; 4.104Hz] régime quasistatique (<<1) f > 4.104Hz déplétion de porteurs de charge dans la base Densité des porteurs de charge Figure( 3) : Densité de porteurs photogénérés en fonction de la profondeur x de la base pour différentes fréquences de modulation : 1) f=0Hz ; 2) f=3x103Hz 3) f=4x104Hz; 4) f=5x105Hz (L=0.02cm; SB=5x105cm/s; Sf=8x108cm/s; n=1;H=0.03cm; D=26cm2/s) Densités de photocourant 1. Densités de courant en fonction de Sf Figure(4/5) : Densité de photocourant en fonction de Sf pour différentes fréquences de modulation : 1)f=0Hz ; 2) f=3x103Hz ; 3) f=4x104Hz;4) f=6x106Hz ; 5) f=8x108Hz (L=0.02cm; n=1; H=0.03cm; D=26cm2/s) f Jph et Sf(c.c) se déplace vers les grandes valeurs Densités de photocourant 1. Densités de courant en fonction de Sf Figure(6) : Densité de photocourant en fonction de Sf pour différentes fréquences de modulation : 1)f=0Hz ; 2) f=3x103Hz ; 3) f=4x104Hz;4) f=6x106Hz ; 5) f=8x108Hz (L=0.02cm; n=1; H=0.03cm; D=26cm2/s) f retarde l’établissemement du c.c, donc prolonge le c.o f, Jphd> Jphav> Jphar Densités de photocourant 2. Phase de la densité de photocourant Figure(7/8) : Phase de la densité de photocourant en fonction de la fréquence de modulation pour différentes valeurs de Sf : 2 1) Sf=10cm/s; 2) Sf=2x10 cm/s; 3) Sf=4x104cm/s; 4) Sf=6x106cm/s; 5) Sf=8x108cm/s; 6) Sf=10x1010cm/s (L=0.02cm; H=0.03cm; D=26cm2/s) Iph < 0 Retard de Iph sur la génération optique modulée (référence) Densités de photocourant 2. Phase de la densité de photocourant Figure(9) : Phase de la densité de photocourant en fonction de la fréquence de modulation pour différentes valeurs de Sf : 2 1) Sf=10cm/s; 2) Sf=2x10 cm/s; 3) Sf=4x104cm/s; 4) Sf=6x106cm/s; 5) Sf=8x108cm/s (L=0.02cm; H=0.03cm; D=26cm2/s) Fréquence de coupure fk constante pour fréquence de modulation fk (fréquence de coupure) = droite (f< 4.104Hz) et droites (f> 4.104Hz) Vitesses de recombinaison en face arrière Figure(10/11) : Vitesse de recombinaison à la face arrière en fonction de la fréquence de modulation (L=0.02cm; H=0.03cm; D=26cm2/s) Vitesses de recombinaison en face arrière Figure(12) : Vitesse de recombinaison à la face arrière en fonction de la fréquence de modulation (L=0.02cm; H=0.03cm; D=26cm2/s) f [0; 4.104Hz] gradient de Sb / f =0 Sb = cte = Sb (statique) f > 4.104Hz Sb croit exponentiellement f > 4.104Hz Photopile BSF photopile ohmique Phototension Figure(13/14) : Phototension en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction( Sf )pour différentes fréquences de modulation : 1) f=0Hz ; 2) f=3x103Hz ; 3) f=4x104Hz; 4) f=6x106Hz;5) f=8x108Hz (L=0.02cm; n=1;H=0.03cm; D=26cm2/s) f Vco f le C.O persiste le C.C est retardé Phototension f, Vphd Vphav Figure(15) : Phototension en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction( Sf )pour différentes fréquences de modulation : 1) f=0Hz ; 2) f=3x103Hz ; 3) f=4x104Hz; 4) f=6x106Hz;5) f=8x108Hz (L=0.02cm; n=1;H=0.03cm; D=26cm2/s) Méthodes de détermination des paramètres de recombinaison 1. Longueur de diffusion effective 1.1. Technique de l’intersection des courbes d’amplitude de courants de court circuit (TICACC) Figure(16/17) : Densité de courant de court-circuit en fonction de la longueur de diffusion pour différentes valeurs de la fréquence de modulation pour un éclairement par l’émetteur 1)f=0Hz ; 2) f=3x103Hz ; 3) f=4x104Hz; 4) f=5x105Hz (n=1; H=0.03cm; D=26cm2/s) Extension de TICCC en RDF pour f [0; 4.104Hz] Méthodes de détermination des paramètres de recombinaison 1. Longueur de diffusion effective 1.2. Technique du rapport des amplitudes de courants de court circuit (TRACCC) Extension de TRCCC en RDF pour f [0; 4.104Hz] Figure(18) : Rapport des modules de densité de courant de court-circuit en fonction de la longueur de diffusion pour différentes valeurs de la fréquence de modulation : 1)f=0Hz ; 2) f=3x103Hz ;3) f=4x104Hz (H=0.03cm; D=26cm2/s) Méthodes de détermination des paramètres de recombinaison 1. Longueur de diffusion effective 1.2. Technique de l’intersection des courbes de phase des courants de court circuit (TICPCC) Figure(19) : Intersection phases de densité de courant de court-circuit théorique et expérimental en fonction de la fréquence de modulation : 1)f=2x102Hz ; 2) f=4x104Hz ( Paramètres: H=0.03cm; D=26cm2/s ) Nouvelle technique : Indépendante de n; Précision moindre; mesure précise de la phase (<10%) Méthodes de détermination des paramètres de recombinaison 2. Vitesse de recombinaison intrinsèque à la jonction Technique de l’intersection des courbes d’amplitude des tensions de circuit ouvert (TICATCO) Figure(20) : Phototension en fonction de la vitesse de recombinaison à la jonction( Sf ) pour différentes fréquences de modulation : 1) f=0Hz ; 2) f=3x103Hz ; 3) f=4x104Hz; 4) f=6x106Hz;5) f=8x108Hz (L=0.02cm; n=1;H=0.03cm; D=26cm2/s) Extension de technique TITCO en RDF pour f [0; 4.104Hz]