Système Bentham PV-300 - Equipements Scientifiques

Système Bentham PV-300
Pour caractérisation de cellules photovoltaïques
Le banc de test PV-300 de Bentham est spécialement dédié à la caractérisation spectrale de cellules
photovoltaïques. Il permet la détermination du rendement quantique interne et externe et la sensibilité
spectrale sur une plage de longueurs d'ondes de 250 à 1600 nm. Grâce à une sphère intégrante, il permet
également la mesure des facteurs de réflexion et transmission de la cellule.
Le système est constitué d'un monochromateur à 3 réseaux avec en entrée une double-source
Xénon-Quartz émettant de l'UV à l'infrarouge pour un balayage spectrale large. Une deuxième source
Quartz-Halogène éclaire en continu la cellule avec une intensité de 0,1 à 1 soleil. La cellule photovoltaïque
est placée sur une enceinte à vide dont la température est contrôlée. Toutes les mesures sont alors
enregistrées automatiquement grâce à une électronique développée spécifiquement par BENTHAM.
Sensibilité spectrale
La sensibilité spectrale (définie en A.W-1nm-1) correspond au
courant émis par unité de puissance reçue par longueur d'onde
d'une cellule photovoltaïque. Un simple balayage spectrale de la
cellule photovoltaïque ne permet pas d'obtenir un courant suffisant
pour être mesurable . En effet l'intensité du faisceau
monochromatique est trop faible. C'est pourquoi, il est nécessaire
d'utiliser une deuxième source, large bande qui éclaire de façon
continue la cellule.
Afin de pouvoir distinguer le courant produit à partir des
photons issus du faisceau monochromatique et ceux issus de la
source large bande, on hache le faisceau monochromatique à l'aide
d'un chopper optique. Ainsi en synchronisant le chopper avec
l'amplificateur, on peut détecter et amplifier le courant photogénéré
pour chaque longueur d'onde.
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Rendement quantique externe et interne
Le rendement quantique se définit comme le rapport de l'énergie électrique émis
sur l'énergie reçue par la cellule. Si l'on prend en compte le rayonnement réfléchi
et le rayonnement qui traverse la cellule sans créer de paires électron-trou, on
mesure le rendement quantique externe.
Les rendements quantiques interne (IQE) et externe (EQE) sont reliés par la
formule suivante : IQE = EQE/(1-R-T) avec R, le coefficient de réflexion et T le
coefficient de transmission. Pour déterminer le rayonnement réfléchie et diffusée
ainsi que la transmission, on utilise une sphère intégrante.
Enceinte de contrôle de température
La température est un paramètre important à
prendre en compte dans la caractérisation. En
effet, elle influe fortement sur les performances de
la cellule. Il est donc primordial de la contrôler. Le
support développé par BENTHAM où est
positionné la cellule est une enceinte magnétique
sous vide dont la température est contrôlée.
Détection électronique et interface informatique
La détection électronique se fait au moyen d'une photodiode en silicium calibrée de 300 à 1100 nm.
L'interface électronique est constituée d'un convertisseur analogique numérique, d'un amplificateur Lock-in
ainsi que d'un module permettant de réguler la vitesse du chopper optique. Au niveau de l'interface
informatique, le logiciel BenWin+ permet le contrôle de tous les éléments du banc, l'enregistrement des
mesures et la gestion des courbes obtenues.
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Éléments du banc de test : Spécifications
Sources
IL-DUAL - XE/QH •Xénon 150 W
•Halogène Quartz 100W
•Chopper optique intégré
•Alimentation à courant constant de 250W
ILV-QH-SUN •Lampe Halogène Quartz avec réflecteur ellipsoïdal
•Zone d'illumination de 1cm²
•Éclairement de 0,1 à 1 soleil
•Logiciel de contrôle de fermeture
•Alimentation à courant constant de 250W
Monochromateur
TMc300F-U •Triple réseaux
•Distance focale de 300 mm
Sphère intégrante
DTR6-PRset •Diamètre de 150 mm
•Détecteur : photodiode en silicone calibré de 300 à 1100 nm
Chopper optique
218M •Module de contrôle électronique
Support pour échantillon à température contrôlée
VC-20-SS •Surface de 200 x 200 mm
•Température maintenue à 20°C (± 0,5°) lors d'une illumination de 1
soleil.
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