Système Bentham PV-300 - Equipements Scientifiques
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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. Equipements Scientifiques – Département Optique & Télécoms Tél. 01 47 95 99 90 - [email protected] – www.es-france.com 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. Equipements Scientifiques – Département Optique & Télécoms Tél. 01 47 95 99 90 - [email protected] – www.es-france.com 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. Equipements Scientifiques – Département Optique & Télécoms Tél. 01 47 95 99 90 - [email protected] – www.es-france.com
